Stickstoff wird ständig durch das Ökosystem der Erde recycelt. Natürliche Prozesse wandeln Stickstoffgas, das 78 Prozent der Luft ausmacht, in essentielle chemische Verbindungen um. Pflanzen und Tiere verwenden diese Nitrate dann, um grundlegende Lebensfunktionen zu erleichtern.
Wenn Tiere und Pflanzen sterben, sickern Stickstoffverbindungen in den Boden. Pflanzen wandeln diese Nitrate in Wachstumsproteine um und Tiere ernähren sich dann von den Pflanzen. Auf diese Weise wird Stickstoff entlang der Nahrungskette weitergegeben. Bakterien spielen ebenfalls eine Rolle, indem sie überschüssigen Stickstoff in Gas umwandeln, das in die Luft zurückkehrt. Auch wenn Stickstoff ständig recycelt wird, kann immer noch zu viel davon produziert werden. Übermäßige Düngung und der Verbrauch fossiler Brennstoffe durch den Menschen haben den Stickstoffgehalt in der Luft erhöht, was zu einer erhöhten Luft- und Wasserverschmutzung geführt hat.