В природной воде из неорганических соединений азота встречаются: ионы аммония, нитритный ион и нитратный ион. Сходства их генезиса и возможность взаимного перехода друг в друга дают основание объединять их в одну группу, которую удобно изучать в целом.

Основным источником появления в природной воде аммония, а затем и других ионов являются различные сложные органические вещества животного и растительного происхождения, содержащие в своем составе белок. В результате этого сложного биохимического процесса, протекающего при участии различных бактерий и ферментов, гидролитическое расщепление конечного продукта распада белковых веществ – аминокислот – приводит к выделению аммиака.

Вместе с тем аммоний может появляться и другим, неорганическим, путем.

Так, замечено его присутствие в болотистых водах, богатых гуминовыми веществами, которыми он, по-видимому, восстанавливается из нитратов. Далее нитраты и нитриты могут быть восстановлены до аммония другими веществами, например, сероводородом или закисным железом. Кроме того, он часто попадает в водоемы в составе промышленных сточных вод. Наконец, в глубинных слоях земной коры аммоний получается при действии воды на нитрид железа.

В природной воде ион аммония довольно неустойчив и под влиянием физико-химических и биохимических факторов переходит в другие формы соединения азота. Так, в присутствии достаточного количества кислорода, аммоний при действии особого вида бактерий окисляется в нитритный ион. Процесс нитрификации не останавливается на этом, а при действии других бактерий окисляется далее в нитратный ион. Нитратный ион, таким образом, является конечным продуктом сложного процесса минерализации органического вещества.

Нитратный ион встречается в природных водах в количествах несколько больших, чем нитритный ион. Интенсивность процессов нитрификации, происходящих в почвах, определяют более или менее значительное содержание нитратов. Например, в грунтовых водах верхних горизонтов, количество его достигает иногда нескольких десятков мг/л. В более глубоких водоносных слоях, так же, как и в текучих поверхностных водах, нитраты присутствуют в весьма незначительных количествах, выражающих лишь десятыми, а иногда сотыми долями мг/л.