科学家们早就知道土壤和河床中的微生物有助于“反硝化过程”，即硝酸盐被转化为无害的氮气或 N 2 O。但转化过程的确切机制仍然是一个谜，正如每年可归因于溪流的 N 2 O 排放量估计范围广泛——占全球排放量的 0.5% 至 10%。

Winnick 的创新是重新访问一个大型实验数据集，该数据集使用化学反应模型(可以追踪氮如何通过水流系统转化)和流湍流模型(捕捉机械河流本身的力量将硝酸盐输送到河床，这是反硝化发生的地方。

这种新颖的组合将高分辨率的化学反应模型与湍流模型相结合，使 Winnick 能够看​​到硝酸盐是如何从溪流移动到河床的，这对他的发现至关重要。

事实证明，有效决定 N 2 O 产量的是“反硝化效率”，即输送到河床的硝酸盐部分，在反硝化过程中进行各种反应。河床转化硝酸盐的效率越高，释放的 N 2 O 就越少。但在反硝化效率较低的地方，Winnick 发现 N 2 O 排放量相对较高。

此外，输送硝酸盐的流床也起着重要作用。布满小缺氧区或缺氧区的河床也有助于防止 N 2 O的释放。