在水体中含有多种化学形态含氮化合物，其中氨成为水中藻类择先汲取的营养物，当氨进入其体内后，即按以上反应过程转化为蛋白质。所以水体中如含高浓度氨，将会促使藻类过度繁殖，以致发生“富营养”环境问题（详见5.3）。
2.5.4 含氮有机物的降解
有机氮化合物降解的最终产物是氨，所以这个过程也被称作氨化作用（或无机化作用）。在自然环境中，这类作用大多属于有微生物介入的生物降解过程。
含氮有机物包括蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、硝基化合物等等。它们的元素组成，除氮外还含有碳、氢、氧、硫、磷等。一般说来，含氮有机物在环境中生物降解较不含氮有机物更难，其产物污染性强；同时，它的降解产物与不含氮有机物的降解产物会发生相互作用，影响整个降解过程。
蛋白质的降解过程如下：
以上属水解反应，大多发生在微生物体外。氨基酸产物被微生物摄取后，在体内以脱氨、脱羧两种基本方式继续被降解，由此得到作为降解产物的氨。
高等动物尿中含有尿素，排入环境后在以尿素酶为媒体的反应中迅速水解生成（NH4）2CO3。在偏碱性的介质中，此产物因稳定性不足而进一步分解，生成产物氨。降解反应可写作：
2.5.5 硝化作用
由固氮作用生成的氨或由蛋白质等高分子含氮化合物经降解作用后产生的氨，都可能在有氧条件下，经细菌作用而硝化
硝化作用对土壤中的植物有特殊意义，因为一般植物容易吸收NO3-形态的氮，不易吸收NH3或NH4 形态的氮。但从另一方面看，硝酸盐有极大可溶性，不易为土壤所阻留，这又是对植物不利的。能引起硝化反应的细菌主要是亚硝酸菌类和硝酸菌类，合称硝化细菌。它们是无机营养型细菌，即化能自养菌，可利用硝化反应中释出的能量来合成自身所需的营养物质（见2.3.3.1中反应式），或组建自身的细胞物质，反应式如下：
在硝化过程中，后一步反应的速度比前一步反应快得多，所以不会发生NO2-在环境中大量累积的情况。此外，反应专一性很强，即两步反应必须由两类细菌分别承担，彼此不可替代。
硝化过程还具有很复杂的反应机理，氨氧化为NO2-、NO3-的过程中还有很多中间产物，如NH2OH、NOH、N2O等。
2.5.6 反硝化作用
又称脱氮作用。在土壤中以及在水体的底泥或中间水层环境介质中都可能发生这种作用。兼气性反硝化细菌在欠氧条件下进行呼吸时，将其所汲取的能量物质施行脱氢氧化，这时因为周围环境中缺乏氧气，所以就以硝酸盐代替氧气作为受氢体，致使硝酸盐被逐步还原，这就是反硝化作用。反硝化过程可简单地表示如下：
其中N