硝化细菌通常必须生存于有相当可靠的养份供给来源之固体表面上，它们尽可能挤在可利用的空间中。空间对它们的存在并不成问题，它们可以拥挤在彼此周围及上方，形成一个有机聚集体（aggregates），称为细菌凝聚团（zoogloeas）。
它们可以在这个团体中安定的生活，需要确保的只有它们得具有适当的黏着性质，以能保留在它们需要停留的地方，并攫取它们所需要的生存资源。但是在养殖池中适合它们生长的地方似乎不多，使它们的数量不可能有大量繁衍之机会。与其它异营性腐生细菌相较，显然这是一个很大的缺陷。
除了栖息环境很少外，硝化细菌的生殖很慢，也是一项非常不利的弱点。某些学者（如Shilo and Rimon，1982；Belse，1984）曾就养殖池中的硝化细菌作过生长及繁殖速度的测定，结果发现一些常见的亚硝酸菌种平均要花上26小时才能增殖一倍，而硝酸菌种生殖的周期更长，平均要花上60小时才能增殖一倍。硝化细菌在养殖池中的低生殖率，使它们在微生物的生态系中仅占有一个相当低的百分率。
另外，就环境因子而言，影响硝化细菌最重要的因子主要有光线、pH值及温度的变化等，它们仅能在合适的环境因子中生长及繁衍，如果这些因子的变化超出了它们所能忍受的范围，就很容易受到伤害，严重的话，将引起死亡。下面的论述将以这三个因子为主题，来谈它们脆弱的一面。
光对硝化细菌的不良影响是一般人很难想象的，从许多的相关研究中均显示光对硝化细菌的生长及繁殖均有抑制的现象（Johnstone and Jones，1988；Diab and Shilo，1988）。亚硝酸菌对近紫外线的可见光非常敏感（Alleman，1987），但太阳光中普遍含有这种光谱。紫外线对硝化细菌的伤害更大。因此在生态上，硝化细菌均有避光现象（Alleman，1987）。光线对硝化细菌所造成之负面冲击（negative impact）的真正原因尚未查出，不过已知只要将光线减弱，则亚硝酸细菌的活性又会逐渐增强（Alleman，1987），因此可推测硝化作用在黑暗中的效率应该比在光照中还要得高。
当外界的pH值发生变化时，某些硝化细菌（如N. europaea）可以借着调节细胞内（intracelluar）的pH 值作良好的适应（Frijink et al.，1992），但大部份对pH值的改变颇为敏感。对亚硝酸菌而言，最佳的pH值通常是7.8（Painter，1970；Jones and Paskis，1982；Kumar and Nichols，1983），其生长和活性则随pH值的减少而降低，这种现在低于pH＝7时就表现得特别明显（Hankison and Schmidt，1988），如果pH值降到低于6以下，可能对硝化细菌造成直接的伤害（Alleman，1987）。
在温度的适应方面，一般认为最适合硝化细菌生长的温度是25℃，理由是硝化作用所产生之化学能与进行生理代谢所消耗之化学能两者相抵消，在这个温度之下可能有最大的净余值。至于温度的变化对硝化活性之影响，也有多位学者加以研究，发现在温度低于5℃或高于42℃时，硝化作用已经无法进行（Painter，1970），后又发现硝酸菌忍耐高温的门坎（threshold）要比亚硝酸菌高约7℃，原因是亚硝酸菌的活性若从7℃开始测定，则随温度之升高越来越强，并呈现一种直线正比关系向上攀升，直到达35℃后随即开始急速下降，但硝酸菌的活性必须高至42℃后才有急速下降的情形（Wortman and Wheaton，1991）。硝化细菌在低温无法进行硝化作用之原因，可能是由于生理代谢受到低温的干扰发生代谢失常的现象，而在高温可能是由于高温使细胞内的发生瓦解（disruption）之故（Alle-man，1994）。
小结一下：
1、光——对硝化细菌的生长及繁殖均有抑制作用；
2、pH值——不要低于6，最佳是6.5~7.5之间；
3、温度——最佳温度是25℃。
