Ammonium und Ammoniak gelangen in Böden und Grundwasser direkt aus der Luft oder indirekt aus dem mikrobiellen Abbau stickstoffhaltiger organischer Stoffe. Der Abbau verläuft reduktiv bis zur Stufe des Ammoniums (Ammonifikation) und oxidativ über Nitrit bis zum Nitrat (Nitrifikation).
In Oberflächengewässern spielt zudem noch elementarer Stickstoff aus der Atmosphäre eine Rolle, denn er wird dort von Stickstoff-fixierenden Bakterien, zu denen beispielsweise Cyanobakterien oder Clostridien gehören, als struktureller Bestandteil von Aminosäuren in Proteinen fixiert.
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