氨氮既是微生物生长所需的氨源，又可作为微生物生化反应转化过程中的电子供体，同时还可对体系的pH控制器值起到缓冲作用。研究发现当氨氮的含量过高或过低时都将会影响到微生物的生长，氨氮（氨氮分析仪）含量低时导致微生物用于自身细胞合成所需的氨素不足，从而使得细胞的生长繁殖受阻，而当氨氨含量过高时体系中的游离氨浓度会升高，有研究发现，体系中游离氨含量超过一定的量将会抑制微生物的生长。如在厌氧反应器中发现体系中过量的氨氮会影响到其中产甲烷菌的生长，因为系统中的游离氨较多时会引起细胞内pH仪表值的变化，这会影响到甲烷合成酶的活性。一般在pH7.4以上时，游离氨浓度在1500~3000mg/L的范围内时即会对产甲烷菌产生抑制作用，而当游离氨浓度超过3000mg/L时，不论环境pH的大小如何，均对产甲烷菌有毒害作用。在大多数情况下乙酸型产甲烷菌要比氢型产甲烷菌对游离氨敏感。已有研究也表明，游离氨浓度10~150mg-N/L时会对硝化细菌产生抑制作用，其中硝化菌对游离氨更敏感，当游离氨浓度为0.1~0.4mg/L时即会对硝化菌产生抑制作用。
     目前关于游离氨对微生物活性的抑制作用的内部原因还不是很清楚，有学者认为是当溶液中游离氨浓度过高时，微生物细胞内的pH值会增加，这会使得微生物体内的代谢能量需求增加，或者是pH的增加会导致微生物体内的酶活性受阻。