硝酸態窒素とは？なるべく身体に取り入れない方法

アンモニア態窒素との違いとは

同じ無機態窒素に分類される硝酸態窒素とアンモニア態窒素ですが、異なる点もあります。

アンモニア態窒素の最大の特徴は、土壌によく吸着する性質にあります。土へ吸着した後は移動することがほぼないため、雨などにも流れません。一方、硝酸態窒素は土壌に吸着しにくく、水に溶け出しやすい性質を持ちます。そのため水稲やハスなどの水田作物に肥料として与えても吸収されにくく、不向きであると言えるでしょう。

もう１つの違いは、酸化の度合いです。土壌中のアンモニア態窒素は、生き物の死骸や糞尿からなる有機態窒素や、尿酸、尿素が分解されて作られます。
作物の一部には尿素をそのまま吸収できるものもありますが、多くの作物は吸収することができません。吸収されなかった尿素は土壌内でアンモニアになり、硝酸態窒素に変化します。
また有機体窒素も、直接作物に吸収されません。微生物によってアンモニア態窒素に分解され、酸化されて亜硝酸態窒素へ変化し、さらに酸化して硝酸態窒素になります。
仮に、土壌温度が30℃という条件下でアンモニア態窒素を肥料として撒いた場合、約１日で硝酸態窒素へ変化します。硝酸態窒素は最終生成物のため、これ以上の変化は起こりません。

人体に与える影響

硝酸態窒素は、単体では人体に対しての有毒性はありません。しかし、体の中に摂取した硝酸態窒素は、還元されると亜硝酸態窒素という物質に変化します。この亜硝酸態窒素が、人体にさまざまな影響を及ぼすことが分かっています。

• ・発がん性

亜硝酸態窒素が及ぼす影響の１つに、発がん性が示唆されるN－ニトロソ化合物（ニトロソアミン）の生成が挙げられます。

体内で微生物により還元された亜硝酸態窒素は、消化器管内でタンパク質中のアミン（アンモニアに近い物質）やアミドなどの有機物と反応し、N－ニトロソ化合物を生成します。IARC（WHOのがんに特化した専門機関）の研究では、このN－ニトロソ化合物には発がん性があると報告されています。また、1987年の英国疫学調査結果によると、飲料水中の硝酸性窒素の濃度が高い地域では、胃がんの発症率が高いことが指摘されています。

このように複数の専門機関において、硝酸態窒素の過剰摂取によるがん発症の関連性が懸念されています。

• ・メトヘモグロビン血症

亜硝酸態窒素が及ぼす影響のもう１つに、メトヘモグロビン血症という症状が挙げられます。

人間の体内には血管が張り巡らされ、血管内では常に血液が循環しています。肺から取り込んだ酸素は、血液中のヘモグロビンというタンパク質と結びつくことで、体中に運搬されています。

この時、硝酸態窒素を多く含んだ飲料水を摂取するなどして、血液中に亜硝酸態窒素が吸収されると、ヘモグロビンは酸化してメトヘモグロビンになってしまいます。メトヘモグロビンは酸素と結合できないため、酸素の運搬ができなくなるのです。

血中におけるメトヘモグロビン濃度が１〜３％程度であれば問題ありませんが、15～20％となると皮膚が真っ青になるほどのチアノーゼ症状（酸素欠乏症）を引き起こします。さらに進行し、濃度が40％以上になると、頭痛やめまい、呼吸困難、意識障害などの重篤な症状を呈します。

こうした状態を「メトヘモグロビン血症」と呼びます。

• ・ブルーベビー症候群

ブルーベビー症候群は、メトヘモグロビン血症の中でも乳児が発症するものを指します。
メトヘモグロビン血症により体内が酸欠になり、全身が真っ青になった乳児の様子から、この名称が用いられるようになりました。
1945年米国のアイオワ州で最初の症例が発見されました。

その後は北米や欧州などでも約2000人が発症し、そのうち７～８％の乳幼児が死亡したというデータがあります。
日本でも1996年、筑波大学付属病院の小児科グループにより、生後間もない新生児のメトヘモグロビン血症の発症事例が報告されました。（※田中淳子ほか「井戸水が原因で高度のメトヘモグロビン血症を呈した１新生児例」『小児科臨床』）
この症例は、煮沸した井戸水を使った粉ミルクを新生児に飲ませたところ、生後21日目に重度の酸欠状態に陥ったというものです。

一般的に、粉ミルクを溶かす際に使用する水は殺菌のために煮沸しますが、硝酸態窒素は揮発性がなく、熱されても消滅しません。煮沸によって揮発するどころか濃縮されてしまった硝酸態窒素入りのミルクを与えられたことで、重症化に至ったと見られています。

国内外の症例の通り、赤ちゃんはメトヘモグロビン血症になりやすいということが分かっています。これには、いくつか複合的な原因があります。
１つ目に、新生児期は体重に対する水分摂取量が成人の約３倍と多く、母乳やミルクによる影響を大きく受けること。
２つ目に、生後３カ月未満の乳児は胃酸の分泌量が少なく、成人に比べて胃内のpHの値が高くなる性質が関係しています。成人のようにpHの値が低い（酸性値が高い）と、硝酸態窒素の還元を行う微生物の活動は抑制されますが、新生児はこの胃酸を分泌する働きが弱いため、胃の中で亜硝酸態窒素が生成されやすいのです。

硝酸態窒素によって水質が汚染される危険も

自然状態の地下水から、人体に影響が出るほどの硝酸態窒素が検出されることは、ほとんどありません。一方で、全国各地で地下水の硝酸態窒素の基準濃度超過が指摘されるケースがあります。高濃度の硝酸態窒素が地下水から検出される原因は、一般的に以下の３つが挙げられます。

1. 農作物などへの窒素肥料の過剰な施肥
2. 家畜の排せつ物の不適切な処理
3. 生活排水の地下浸透

このうち、最も大きな要因とされているのは窒素肥料の過剰な施肥です。窒素肥料が必要以上に施用されると、植物は吸収しきれずに土壌内にとどまります。これが硝化されると、土の中の硝酸態窒素濃度が高まります。この状態で、雨や水やりなどにより硝酸態窒素が水に溶け込むと、それらが地下水として蓄えられます。このサイクルを繰り返すことで、地下水からは高濃度の硝酸態窒素が検出されるようになります。

水に溶け込んだ硝酸態窒素は、地下水や河川などを通じて、広範囲に渡って汚染が進みやすいのが特徴です。日本の生活用水における地下水の使用量は、2018年においては約88億㎥／年と推計され、全体の約11％を占めるとも言われています。特に小～中規模の水道事業において、地下水は貴重な水源として活用されています。地下水への硝酸態窒素の汚染が広がることは、普段私たちが使用する生活用水の汚染にも繋がってしまうのです。

硝酸態窒素を減らす農作物の育て方

肥料として田畑に施用された窒素は、植物の生育に必要な栄養素となります。しかし、窒素肥料の量が過剰であると、生育に必要な分以上に窒素を吸収し、作物の茎や葉に蓄えられます。結果、硝酸態窒素濃度が高い作物が生産・出荷されてしまうのです。
こうした野菜が市場に出回らないよう、農林水産省では2006年に「野菜の硝酸イオン低減化マニュアル」が作られるなど、硝酸態窒素を削減した野菜の栽培を推奨しています。
ここでは、硝酸態窒素を減らす農作物の育て方として、同マニュアルで挙げられているポイントをご紹介していきます。

• ・硝酸態窒素の過剰吸収を抑制する

１つ目の方法は、単純に窒素肥料の使用量を抑えるというものです。
肥料を減らした結果、作物の不生育を招いては本末転倒なので、品質や収量の低下を招かない程度であるという前提のもとで行います。
生育に必要十分な量かつ、できるだけ少ない量の窒素肥料をバランスよく施用することが重要です。このバランスを見極めるためには、作物の中に含まれる窒素の量を算出し、肥料の利用効率などから施用する窒素の必要量を計算する必要があります。
窒素肥料の利用効率は一般的に30～60％と言われていますが、実際には作物や地域、土壌の条件などに左右されるため、その都度確かめることが大切です。

• ・硝酸態窒素の還元を活性化させる

植物は、根から吸収した硝酸態窒素を、光合成などに必要な葉緑素の成長に役立てています。言い換えれば、植物は光合成を経て硝酸態窒素を還元しているということです。
作物が光合成を活性化させるほど、主に葉の中に含まれる硝酸態窒素の濃度が下がるので、そのぶん人にとって安全な野菜を育てることができます。
具体的には、ビニールハウスなど栽培施設の素材の透明度を高め、遮光は最低限にとどめるなど、日射量を増やすという対策が有効です。
また、収穫作業は曇天の翌日を避け、晴天が続いた日の夕方にする、いわゆる「夕採り」が良いとされています。晴天の下でたっぷり光合成したタイミングで収穫することにより、硝酸態窒素の残留量を抑えることができるからです。

• ・品種を選択する

まったく同じ条件下で育成した農産物であっても、品種によって硝酸態窒素の含有量が少ないものが存在します。
地域や気候に合わせた品種を選択するのはもちろんのこと、生育に影響がでない範囲で硝酸態窒素濃度が低い品種を選ぶことも有効な手段です。作物の種類によっては、自治体などが硝酸態窒素の含有量の試験結果を公表していたりするので、こうした情報も併せて参考にするとよいでしょう。

• ・収穫時に外葉を取り除く

硝酸態窒素は性質上、葉物野菜に多く含まれています。中でも特に多いのは外葉（一番外側の葉）のため、収穫時には外葉を多めに取り除くことで、硝酸態窒素の含有量を下げる効果が期待できます。

日本の取り組み

日本では硝酸態窒素の基準値は、水道水のみに設定されています。
厚生労働省が1957年に定めた水道法第４条「水質基準に関する省令」では、硝酸態窒素に関する基準値が設けられました。
亜硝酸態窒素と硝酸態窒素の合計量で10mg/L以下、亜硝酸態窒素のみで0.04mg/L以下というものです。
これは主に水道事業者に課せられた数値で、定期・臨時の水質検査にて異常値が出ていないかを確認する義務があります。

環境省においても、1971年に環境基準として「硝酸態窒素と亜硝酸態窒素の和は１リットルあたり10㎎」という基準が決められています。

環境庁では環境汚染を減らす目的として、2001年に「硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素に係る水質汚染対策マニュアル」や「硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素に係る土壌管理指針」 を、2016年には「硝酸性窒素等による地下水汚染対策マニュアル」を策定しました。
最新版の「硝酸性窒素等による地下水汚染対策マニュアル」では、硝酸態窒素削減に向けた対策や現状調査結果、海外の研究動向などがまとめられています。

日本では野菜に含まれる硝酸態窒素の明確な基準値は定められていません。しかし、農林水産省が2006年に作成した「野菜の硝酸イオン低減化マニュアル」では、硝酸態窒素を減らした野菜（特にホウレンソウやキャベツなど）の栽培方法や、安全な野菜の食べ方が紹介されています。

EU（ヨーロッパ）の取り組み

EUでは1991 年、「硝酸塩指令(Nitrate Directive)」が公布されました。
硝酸塩指令では、「硝酸汚染がされている」または「汚染の恐れがある」地域を「硝酸塩脆弱地域」と設定し、その地域内の農業者へ向けた行動計画を定めています。
行動計画には、窒素の総投入量を適切にすることや、地下水の硝酸塩量のモニタリングなどが盛り込まれました。脆弱地域外の農業者へは、国が定めた「優良生産活動規範」を自主的に守るよう呼びかけました。
さらに、EUに加盟している各国は「硝酸塩指令」に規定された条項の実施状況を、４年ごとに欧州委員会へ報告することが義務づけられています。
これらに関連して、2000年には「水枠組み指令 (EU Water Framework Directive)」が制定されました。この中では、2015年 までに地表水および地下水を 「良好な状態」にするため、EU全体で水質保全対策に取り組む必要性が強調されています。

EUでは食品中の硝酸含有量の規制も行われています。
代表的なのはレタスやホウレンソウなどの葉野菜で、生ホウレンソウの場合は3,500mg NO3/kgという基準が定められています。同様に乳幼児用食品においても硝酸濃度の上限値が定められ、2004年の改定では200mg NO3/kgと設定されています。
特にイギリスでは2000年から「食品基準庁」が設置され、専門家委員会による食品のモニタリングが行われています。

アメリカの取り組み

アメリカでも、水道水に含まれる硝酸の濃度が法律で規制されています。アメリカのEPA（環境保護庁）によると、飲料水の窒素濃度基準値は硝酸態窒素として 10 mg/L、亜硝酸態窒素として １mg/Lに定められています。
しかし、アメリカも日本と同様、野菜などの硝酸含有量の法的規制はありません。アメリカの普通作物の耕地面積の65％以上では、窒素の優良管理規範が守られておらず、深刻な課題となっています。
こうした状況を踏まえて、適切な肥料の施用を目指して養分管理プランなどを作成・実行した農家に対し、報奨金制度を設けている州もあります。2008年には全米平均で21.9ドル/haが支払われるなど、農家の取り組みをサポートしています。

野菜の種類をみる

硝酸態窒素は植物の葉に蓄積する傾向があるので、ホウレンソウやチンゲン菜、小松菜などの葉物野菜に多く含まれています。
一方で、硝酸態窒素は実の部分には移行しにくく、トマトやナスビ、キュウリなどの実を食べる野菜（果菜類）にはそれほど含まれていません。
野菜を食べる際は、葉物ばかりではなく果菜類もバランスよく食べるようにしましょう。

栽培方法をみる

野菜の直売所や、自然食品スーパーなどにいくと「有機栽培」「オーガニック」という表示つきの野菜が売られていることがあります。
これらは、化学肥料や農薬を使わず、有機肥料のみを利用して栽培された野菜のことです。
有機肥料は、鶏糞や魚粉、草木灰など、植物や動物を原料にして作られています。有機肥料から生成される硝酸態窒素は、化学肥料に比べてゆっくりと作物へ吸収されます。そのため、化学肥料に比べて硝酸態窒素の含有量が少ないのが特徴です。
「有機栽培」「オーガニック」という表示は、農林水産省が指定する登録認証機関にて認証を受けた野菜だけが、つけることを許されています。意識して「有機栽培」「オーガニック」と書かれた野菜を選ぶことで、硝酸態窒素によるリスク低減が期待できます。
肥料を使わずに育てた「自然栽培」と書かれた野菜は、より安全性の高いものといえるでしょう。

野菜の色を見る

硝酸態窒素を多く含んだ野菜の葉は、緑色が濃い傾向にあります。
一見、緑色が濃いほど栄養価も高いと思いがちですが、硝酸態窒素が少ないことを基準に選ぶのであれば、なるべく葉っぱの色が淡い野菜を探してみてください。
葉物野菜だけでなく大根やカブなどの根菜を買う時も、葉の色をチェックしてみましょう。