微生物细胞的合成需要OC，并从合成过程中获得能量。由于环境条件的限制，在水环境中，微生物多利用的是溶解有机炭(DOC)。当DOC不足，成为反硝化作用的限制因了时，微生物的繁殖与活性等受到制约，反硝化作用受到影响。由于来自地表的OC，在从地表到地下水的入渗过程中发生了氧化作用，以致大多数地下水环境中的DOC浓度<2mg/L，尤其随埋度的增加，地下水DOC含量减少，反硝化作用发生的可能性越小。如Starr和Gillham研究发现，在埋深2-3m的地下水环境中DOC含量不足，便开始抑制反硝化作用进行，到埋深达4m时，DOC含量进一步降低，虽然环境中存在反硝化细菌，但根本不发生反硝化作用。理论上讲，反硝化作用要求C/N= 1.25(摩尔数比)，因此，多数情况下，DOC成为地下水环境中反硝化作用的限制因了。