El nitrato es un nutriente esencial para todas las plantas, incluidas las plantas acuáticas como las algas. Sin embargo, si los niveles de nitrato son anormalmente altos, como podría ser el caso en que la contaminación industrial o agrícola penetre en el medio ambiente acuático, puede producirse un exceso de producción o una proliferación mucho mayor de lo normal del crecimiento de algas. Las fuentes comunes de contaminación por nitratos provenientes de la agricultura incluyen la escorrentía directa de desechos animales en arroyos o lagos o la erosión del suelo de los campos que han sido fertilizados con fertilizantes de nitrato.
Las altas tasas de crecimiento de algas causadas por un exceso de nitrificación dan como resultado lo que se conoce como floraciones de algas. Cuando una floración de algas masiva se extingue debido al ciclo de vida natural de la especie en particular, grandes cantidades de materia orgánica (algas muertas) comenzarán a asentarse fuera de la columna de agua y comenzarán a descomponerse por degradación bacteriana. Este proceso de descomposición puede ser tan rápido que consume todo el oxígeno disuelto disponible del agua. El agotamiento del oxígeno en el agua puede ser tan extremo, que se crea una zona donde el cuerpo de agua se vuelve inhabitable para otras formas de vida acuática, como los peces. Dichas zonas con agotamiento de oxígeno, que se denominan zonas “muertas”, pueden existir durante un período de tiempo considerable antes de que se restablezcan los niveles de oxígeno mediante la mezcla con agua sin agotar o por algún mecanismo de aireación, como fluir sobre una cascada.
Los organismos acuáticos, como los invertebrados o los peces, absorben el oxígeno disuelto del agua a través de sus branquias. Diferentes especies tendrán tolerancia variable a la privación de oxígeno. Debido a que la cantidad de oxígeno disuelto en el agua depende de la temperatura (agua más cálida, menos oxígeno disuelto), la proliferación de algas en diferentes momentos de la estación de crecimiento normal puede tener diferentes probabilidades de producir zonas muertas en el lago o río.