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I nitrati sono composti dell’azoto presenti nel terreno in concentrazioni variabili. Questi si formano in seguito all’ossidazione, ad opera di batteri nitrificanti, dell’azoto ammoniacale che si libera per decomposizione (fino alla mineralizzazione) della sostanza organica. Negli ecosistemi forestali maturi azoto ammoniacale e nitrati sono assimilati dalle piante che li utilizzano per sintetizzare amminoacidi, proteine ed altre molecole complesse. Quando le piante muoiono i tessuti vanno incontro a processi di decomposizione, che liberano di nuovo nel terreno azoto inorganico disciolto. Questa sequenza di trasformazioni, se pure intrecciata con altre vie di trasferimento (ad esempio con i processi di denitrificazione e azotofissazione), è controllata dalle attività delle biocenosi che consentono di mantenere sostanzialmente stabile il contenuto delle diverse molecole di azoto nelle loro biomasse e nel suolo.
Nei sistemi agricoli il ciclo dell’azoto è invece fortemente condizionato dall’uomo: il prelievo di tutta la biomassa vegetale prodotta, infatti, impedisce il ritorno dell’azoto nel terreno, che si impoverisce progressivamente di nutrienti. Per questo motivo si rende necessaria una fertilizzazione sussidiaria, attuata con l’impiego di concimi azotati di sintesi, fanghi di spandimento, liquami zootecnici. I nitrati presenti nei fertilizzanti sono dilavati dalle acque piovane e confluiscono nei corsi d’acqua e nelle falde acquifere. L’inquinamento delle acque sotterranee è amplificato dal sovra-sfruttamento delle risorse idriche del sottosuolo che causa una diminuzione della pressione idrostatica di falda, favorendo ulteriormente l’infiltrazione di acque superficiali ricche di nitrati. La sovra-fertilizzazione dei suoli agricoli è certamente una delle cause principali dell’inquinamento da nitrati delle acque sotterranee; a tale fenomeno per altro concorrono anche gli scarichi fognari civili e industriali.
L’eccesso di nitrati nelle acque sotterranee, che rappresentano, soprattutto nelle zone di pianura, la principale fonte di approvvigionamento di acqua potabile, rappresenta un serio fattore di rischio per la salute umana. All’interno dell’organismo umano, infatti, il nitrato viene ridotto a nitrito, che a sua volta può reagire con alcune molecole fondamentali per alcune funzioni vitali; i neonati sono una delle categorie più a rischio per l’insorgenza di patologie legate a questo processo. È generalmente citata, a tale riguardo. la “blue baby syndrome”, grave patologia causata dalla trasformazione dell’emoglobina del sangue in metaemoglobina; il ferro contenuto in questo derivato non è più in grado di trasportare ossigeno ai tessuti: per questo motivo il neonato assume un colorito della pelle bluastro, da cui deriva il nome della malattia.
Per la potabilità dell’acqua, in Italia è stata fissata una concentrazione limite di 50 mg/l di nitrati, un valore che viene superato in estese aree della pianura padana.