食品中カドミウムの日本国内に おける最大基準値
一定量以上のカドミウムを，食品を通じて数十年にわたり 継続して摂取し続けると，腎臓の機能に悪影響を及ぼす可能 性がある．1970年の食品衛生法の食品，添加物の規格基準一 部改正により，コメ中のカドミウム濃度は1.0 mg/kg以上含有 するものであってはならないとされていたが，厚生労働省薬 事・食品衛生審議会での審議を通じて2010年4月に国際的な 基準の0.4 mg/kg以下に改められた．その経緯は以下のとおり
である(1, 2)．食品安全委員会はカドミウム耐容週間摂取量を
7 μg/kg体重／週と設定した．その根拠は日本国内の二つの疫 学調査の結果で，カドミウム汚染地域住民と非汚染地域住民 を対象とした一つの疫学調査結果では，14.4 μg/kg体重／週 以下のカドミウム摂取量であればヒトへの健康に悪影響はな く，もう一つの疫学調査結果では7 μg/kg体重／週程度のカド ミウム曝露を受けた住民は，非汚染地域の住民と比較しても 近位尿細管機能障害が同程度であったことによる．一方，わ が国での食品からのカドミウム摂取量は，マーケットバス ケット方式により2.8 μg/kg体重／週とされ，その約4割がコ メから摂取されていた．またモンテカルロ・シミュレーショ ン推計では，コメに0.4 mg/kgという基準値を設定した場合の カドミウム摂取量の95パーセンタイル値は7.18 μg/kg体重／
週で，食品安全委員会の定めた耐容週間摂取量と同程度であ り，疫学調査であったヒトの健康に悪影響を及ぼさない摂取 量14.4 μg/kg体重／週を十分下回っていた．これらの状況を 踏まえて厚生労働省薬事・食品衛生審議会において審議が行 われ，最も寄与率の高いコメについて，国内の含有実態も踏 まえながら，合理的に達成可能な範囲で低い値を設定する ALARAの原則を適用して，国際基準に準じて基準値を 0.4 mg/kgに設定することが適当だと結論された．一方，コメ 以外の品目については，コメに比べ生産量や寄与率が低いた め基準値を設定せず，農産物の低減対策の推進および汚染実 態把握を行うこととされた．農林水産省の実態調査(3)におい ては，コムギ，ホウレンソウ，サトイモ，ゴボウ，ニンジン，
ネギ，タマネギ，ナス，オクラなどで国際基準値を超過した 割合が1％以上であり，低減対策が必要と考えられる．
農作物のカドミウム低減対策
カドミウムは，もともと土壌や鉱物中など天然に広く存 在する重金属元素であるが，日本国内には，過去の鉱山，精 錬所および工場などから排出された高濃度のカドミウムを含 む排水や排煙によって汚染された水田が存在する．農用地土 壌汚染防止対策の概要(4)によれば，「農用地の土壌の汚染防 止等に関する法律」に定められた特定有害物質のうちカドミ ウムが基準値（玄米0.4 mg/kg）以上検出された地域の累計 は96地域：7,050 haとなっている．平成24年度末の対策事業 など完了面積は6,437 haであり，基準値以上検出等地域面積 の91％が対策事業などを完了している．2009年まではカド ミウムの基準値は玄米で1.0 mg/kg以上であり，そのような 地域は農用地土壌汚染対策地域として指定され，客土による 土壌汚染防止対策が行われてきた．客土効果の持続性が数県 において調査されており，汚染源の防止対策が十分にされて いれば年数が経過しても玄米中のカドミウム濃度が低く抑え られていることが確認されている．客土はカドミウム低減対 策としては最も効果の高い技術だが，対策に莫大な経費がか かること，良質な客土材の確保が困難であること，客土材の 採取に伴って環境への影響が大きいことなどの問題がある．
「農用地の土壌の汚染防止等に関する法律」でカドミウム 基準値は米について定められており，土壌のカドミウム濃度 の基準値ではない．土壌中のカドミウム濃度が一定でも，吸 収されるカドミウム量は，気象，土壌の種類，作物の種類，
品種，栽培方法，栽培場所，栽培時期など多くの要因によっ て異なるからである．特に水管理方法によってコメのカドミ ウム濃度は劇的に変化する．
0.4 mg/kgを超える濃度のカドミウムを含むコメが生産さ れたことのあるほ場やその周辺のほ場などでは基本的な低減 対策として出穂前後各3週間にわたる湛水管理による吸収抑 制対策の実施が推進されている(5)．水田に水を張った状態
（湛水管理）を維持すると土壌は還元状態となり，土壌中の カドミウムはイオウと結合して不溶性の硫化カドミウムが形 成されると考えられており，水稲のカドミウム吸収は抑制さ れ，玄米中のカドミウム濃度を60〜90％程度引き下げるこ とが可能である．湛水管理の問題点としては，農業用水の不
農産物に含まれるカドミウム ・ ヒ素とそのリスク管理措置
荒尾知人
農業環境技術研究所
refer- ence
バイオサイエンススコープ
足などから湛水状態の維持ができない場合があること，収穫 時のほ場が乾燥しきらずコンバイン収穫に困難が生じる場合 があること，土壌中のカドミウム濃度は低減しないので稲以 外の作物を栽培した場合は低減効果がないこと，後で詳細に 述べるコメ中ヒ素蓄積の増加の可能性があることなどがあ る．
客土以外に土壌中のカドミウム濃度を低減する方法とし て，化学洗浄法(6)，植物浄化法（ファイトレメディエーショ ン）(7)などの新しい土壌中のカドミウム低減技術が開発され てきた．これらの方法で土壌中のカドミウム濃度を低減すれ ば，水稲以外の畑作物を栽培した場合にも農産物中のカドミ ウム濃度低減が可能である．化学洗浄法は土壌に塩化第二鉄 を加えて，カドミウムを水中に溶出させた後，溶出したカド ミウムを回収した後に排水することによって，土壌中カドミ ウムを除去する技術である．植物浄化法はカドミウム吸収能 が高い植物を栽培し，土壌中のカドミウムを吸収した浄化植 物を収穫した後カドミウムを大気などの環境中に拡散させず に回収可能な施設で焼却処理することにより，農地を浄化す る対策である．現在，地上部カドミウム蓄積量が大きい長香 穀などの稲品種を用いた技術体系の実証試験が行われてい る．長香穀の地上部カドミウム蓄積量が大きい原因遺伝子は 遺伝子であることがわかっている(8)． は 液胞膜上に存在する重金属トランスポーターをコードする．
長香穀ではこの遺伝子の変異によりカドミウムを根の液胞に 隔離する能力が失われ，結果的に地上部にカドミウムが輸送 されていた．
農環研を中心とする研究グループは，イオンビーム照射 の手法を使ってカドミウムを土壌からほとんど吸収しないコ シヒカリの突然変異体を選抜することに成功した(9, 10)．変異 体の玄米中カドミウム濃度は，「コシヒカリ」が0.4 mg/kg を超える条件で栽培しても，定量限界値以下になる（図1）． この変異体の実用性を，カドミウム吸収性試験，各種生育調 査，病害などの特性検定試験，食味官能試験などにより確認 し，「コシヒカリ環1号」として品種登録出願した．「コシヒ カリ環1号」は遺伝子組換え植物ではないので，栽培するの に手続きは不要であり，日本各地で栽培実証試験が実施中で ある．また，農林水産省の「農業技術の基本指針（26年3 月）」にコメのカドミウム対策として「コシヒカリ環1号」
の導入や，各県の主力品種および有望品種へ「コシヒカリ環 1号」が有するカドミウム低吸収性形質の導入に取り組むこ とが記載され，その実用化が大きく進展しようとしてい る．「コシヒカリ環1号」のカドミウム低吸収性原因遺伝子 は 遺伝子であることがわかっている(9)．DNA マーカーもすでに開発されており，効率的な交配育種ができ ると期待されている．
コメ中無機ヒ素の国際的な最大基準値
無 機 ヒ 素 に 関 し て は，2010年 にThe Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives（JECFA, 2011）でリ スク評価が行われ(11)，「肺がんの発生に係るBMDL0.5（肺が んの発生率が0.5％増加する無機ヒ素の摂取量の安全側の 95％信頼下限値）を飲料水中の無機ヒ素濃度と肺がんに関す る疫学調査をもとに推定したところ，3.0 μg/kg体重／日
（2.0〜7.0 μg/kg体重／日）となった．従来のPTWI（暫定耐 容週間摂取量）15 μg/kg体重／週（2.1 μg/kg体重／日に相 当）は，今回推定したBMDL0.5の範囲内にあることから，
PTWIとしてもはや適当でなく，取り下げる」というもので あった．一方，食品安全委員会は食品中のヒ素の評価を行
い(12, 13)，無機ヒ素暴露により，ヒトにおいて発がん（肺が
ん，膀胱がんなど）が認められ，また染色体異常などの遺伝 毒性が見られているが，現在得られている知見からは，ヒ素 の直接的なDNAへの影響の有無について判断することはで きない．また，ヒ素による発がんメカニズムについて，現時 点においては知見が不足しており，発がん暴露量における閾 値の有無について判断できる状況にないと判断した．今回の 食品安全委員会の評価では，日本における食品を通じたヒ素 の摂取について特段の措置が必要な程度とは考えていない が，ヒ素に毒性があることは明らかとなっているので，関係 する行政機関に，評価書を踏まえ，これまで行ってきた食品 中のヒ素の汚染実態を把握するための調査，ヒ素のリスク低 減方策に関する研究などをさらに充実して取り組むよう要請 している．今後，さらに有害性評価を行うためには，日本で 通常の生活でのヒ素の摂取量とその影響を調べる疫学調査な どが必要とされた．また，有機ヒ素についてはさらにデータ を蓄積することが必要とされた．
日本国内で食品から摂取される総ヒ素のうち8割以上が魚 図1■高カドミウム土壌で栽培したときの玄米カドミウム濃度 2012年栽培．出穂前に落水し，稲のカドミウム吸収が促進されや すい条件で栽培．ND：定量限界値（0.01 mg/kg）未満．ML：食 品衛生法で定められたコメのカドミウム濃度基準値．土壌のカド ミウム濃度（0.1モル塩酸抽出）：農地A（1.35 mg/kg），農地B
（1.21 mg/kg），農地C （0.35 mg/kg）．
介類，海藻に由来し，農産物ではコメからの摂取の寄与が比 較的大きいことがわかっている(14)．魚介類，海藻中のヒ素 は大部分がアルセノベタインやヒ素糖など毒性が比較的低い と考えられている有機ヒ素であるが，コメは無機ヒ素の割合 が高いため，無機ヒ素の摂取におけるコメの寄与率は高いと 考えられる．またマーケットバスケット調査によって日本人 の一日無機ヒ素摂取量の約60％をコメと米製品が占めるこ とが報告されている(15)．一方，国産玄米および精米中のヒ 素の含有実態調査(16)では，玄米と精米（2012年産）の無機 ヒ素濃度の平均値はそれぞれ0.21, 0.12 mg/kgで，分析試料 各600点中で定量限界（0.02 mg/kg）未満の試料はなかっ た．小麦，大豆など大部分の畑作物では分析試料の約90％
以上が定量限界未満であったこと(17)から，農産物からのヒ 素摂取低減のためには，コメに対するリスク管理措置を講じ ることが重要と考えられる．
2014年7月のコーデックス委員会総会で精米中の無機ヒ素 の最大基準値が0.2 mg/kgとして採択された(18)．これは健康 リスクの低減効果を考慮したうえで，国際的に流通している コメ中の無機ヒ素濃度のデータを用いてALARAの原則に 基づいて設定された．最大基準値を0.1 mg/kgとすると，約 40％のコメが超過すると見積もられるので，合理的に達成可 能ではないと考えられる．前述したように，食品安全委員会 はヒ素について「発がん曝露量における閾値の有無について 判断できる状況にない」としている．一方，化学物質の環境 リスクなどの分野において，閾値がない場合には生涯にがん が生じる確率が10万人に一人以下となるような濃度に規制 す る こ と が 一 般 的 で あ る(19)．永 井 は，JECFAの 示 し た BMDL0.5＝3.0 μg/kg体重／日を基に線形外挿し，コメ中の無 機ヒ素濃度が0.4 μg/kg以下であればコメ中のヒ素に起因す る発がんが10万人に一人以下となる，と試算している(20)． こういった事情から，コメ中の無機ヒ素濃度をできる限り低 くする努力が必要と思われる．
コメについては，総ヒ素含有量とそれに占める無機ヒ素
（亜ヒ酸，ヒ酸）とメチル化ヒ素（おもにジメチルアルシン 酸）の割合は，栽培地域，イネ品種，栽培方法などによって 異なることが知られている（図2）．コメ中のジメチルアル シン酸については，それが，稲体内で無機ヒ素がメチル化さ れたものに由来するのか，または土壌から吸収されたものに 由来するのかについて，これまで議論されてきたが，以下の 研究から，コメ中のジメチルアルシン酸は，土壌から吸収さ れたものに由来することが明らかとなってきた．イネの水耕 栽培で水耕液に無機ヒ素，モノメチルアルソン酸を添加する とコメにジメチルアルシン酸が蓄積するが，水耕液中にもジ メチルアルシン酸が検出された．抗生物質を水耕液に添加す ると水耕液中のジメチルアルシン酸は劇的に減少した(21)． イネを無菌栽培した場合，無機ヒ素やモノメチルアルソン酸 を培地に添加しても稲体にジメチルアルシン酸は検出されな かった(22)．イネを無菌栽培し，無機ヒ素・モノメチルアル ソン酸・ジメチルアルシン酸を培地に添加してもトリメチル アルシンの揮散は認められなかった(23)．イネ根圏から新規
のArsM遺伝子をもつジメチルアルシン酸合成菌が単離さ れ，無菌イネに接種してイネ体内にジメチルアルシン酸が検 出されることが実証された(24)．これらのことは，イネが無 機ヒ素をジメチルアルシン酸に代謝するのではなく，土壌な ど培地中で無機ヒ素が微生物の作用でメチル化されたのちに イネに吸収されることを示している．現在，ヒ素の摂取がヒ トの健康に及ぼす影響については，無機ヒ素に対する評価が 先行し，ジメチルアルシン酸の摂取がヒトの健康に及ぼす影 響については，その毒性に関する情報が乏しいことから，詳 細はまだ明らかになっていない．
コメのヒ素低減対策
前述したとおり，湛水管理によるカドミウム吸収抑制対策 が水稲で行われているが，湛水管理はコメのヒ素濃度を増加 させる可能性がある．還元状態の発達に伴うヒ素の可溶化に は，ヒ素を吸着した鉄（III）酸化水酸化物およびマンガン酸化 物の還元溶解のほか，吸着態ヒ酸の亜ヒ酸への還元による脱 離がかかわる．山根 (25) によれば，土壌の湛水培養によって 溶液中に溶出する二価鉄（鉄（II））濃度とヒ素濃度の間には 高い相関があり，溶出したヒ素の大部分（86〜91％）が亜ヒ 酸であった．湛水期間を変えて水稲をポット栽培，ほ場栽培 した結果，湛水期間が長いほど玄米カドミウム濃度は減少し たが，玄米総ヒ素濃度は高まった(26, 27)．また，湛水期間が長 いほど玄米総ヒ素中のジメチルアルシン酸の割合が高まった．
平成25年度から農林水産省委託プロジェクト「水稲にお けるヒ素のリスクを低減する栽培管理技術の開発」が開始さ れ，水管理，資材，品種を利用したコメのヒ素低減を目指し ている．農環研の開発した「コシヒカリ環1号」は落水条件 で栽培した場合にもカドミウムの吸収が増えることはないた め，この品種を用いてコメ中無機ヒ素の低減がどこまででき 図2■コメ中の主なヒ素化合物
るか，日本各地でほ場試験が行われている．水稲を落水条件 で栽培した場合，特に夏場の気温が高いとコメの収量・品質 が低下する懸念があること，コメ中無機ヒ素を低減可能な水 田の水管理が現場で実行可能かどうかを考える必要があるこ となどの課題がある．現在，カドミウムのみでなく無機ヒ素 のコメへの蓄積が少ない稲品種の開発も進められている．
用語説明
ALARA（As Low As Reasonably Achievable）の原則：合 理的に達成可能な範囲でできるだけ低く基準値を設定する．
毒性学的な見地から受け入れ可能であれば，食品生産および 貿易・取引における不要な中断を避けるため，最大基準値は 最近の十分な技術を用いて生産された食品の通常の変動幅よ りやや高いレベルに設定されることとするという原則．
JECFA：FAOとWHOが 合 同 で 運 営 す る 専 門 家 の 会 合．
FAO, WHO, それらの加盟国およびコーデックス委員会に対 する科学な助言機関として，添加物，汚染物質などの安全性 評価を行う．
コーデックス委員会：消費者の健康の保護，食品の公正な貿 易の確保などを目的として，1963年にFAOおよびWHOに より設置された国際的な政府間機関であり，国際食品規格の 策定などを行っている．
耐容週間摂取量：ヒトが一生にわたり摂取し続けても健康影 響が現れない一週間あたりの摂取量の指標．
農用地の土壌の汚染防止等に関する法律：農用地の土壌に含 まれる特定有害物質により，ヒトの健康をそこなうおそれが ある農畜産物が生産され，または農作物などの生育が阻害さ れることを防止することを目的として制定されたものであ り，現在，特定有害物質としてカドミウム，銅およびヒ素が 規定されている．
マーケットバスケット方式：スーパーなどで売られている食 品を購入し，その中に含まれている物質量を分析して測り，
その結果に国民栄養調査に基づく食品の喫食量を乗じて摂取 量を求めるもの．
モンテカルロ・シミュレーション：乱数を用いたシミュレー ションを何度も行うことにより近似解を求める計算手法．
1) 厚生労働省薬事・食品衛生審議会：薬事・食品衛生審議 会食品衛生分科会議事録．http://www.mhlw.go.jp/shin- gi/2009/12/txt/s1202-18.txt, 2009.
2) 厚生労働省：食品中のカドミウムの規格基準の一部改正 について，薬事・食品衛生審議会食品衛生分科会資料，
2‒10. http://www.mhlw.go.jp/shingi/2009/12/dl/s1202- 2c.pdf, 2009.
3) 農林水産省：食品中のカドミウムに関する情報国内産農 畜水産物等の実態調査結果，http://www.maff.go.jp/j/sy- ouan/nouan/kome/k̲cd/cyosa/index.html
4) 環境省水・大気環境局土壌環境課：平成24年度農用地土 壌汚染防止法の施行状況について（お知らせ）．http://
www.env.go.jp/press/press.php?serial=17531, 2013.
5) 農林水産省消費・安全局：コメ中のカドミウム濃度低減
の た め の 実 施 指 針．http://www.maff.go.jp/j/syouan/
nouan/kome/k̲cd/pdf/cd̲shishin̲rice.pdf, 2011.
6) T. Makino, H. Takano, T. Kamiya, T. Itou, N. Sekiya, M.
Inahara & Y. Sakurai: , 70, 1035 (2008).
7) M. Murakami, F. Nakagawa, N. Ae, M. Ito & T. Arao:
, 43, 5878 (2009).
8) H. Miyadate, S. Adachi, A. Hiraizumi, K. Tezuka, N. Na- kazawa, T. Kawamoto, K. Katou, I. Komada, K. Sakurai, H. Takahishi : , 189, 190 (2011).
9) S. Ishikawa, Y. Ishimaru, M. Igura, M. Kuramata, T.
Abe, T. Senoura, Y. Hase, T. Arao, N. K. Nishizawa & H.
Nakanishi: , 109, 19166 (2012).
10) 石川 覚：化学と生物，51, 203（2013）．
11) Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives:
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publications/2011/9789241660631̲eng.pdf, 2011.
12) 食品安全委員会：化学物質・汚染物質評価書食品中のヒ 素．http://www.fsc.go.jp/fsciis/evaluationDocument/
show/kya2009031900k, 2013
13) 食品安全委員会：食品中のヒ素に関するQ&A. http://
www.fsc.go.jp/fsciis/attachedFile/download?retrievalId
=kya2009031900k&fileId=710, 2013.
14) 渡邉敬浩：食品を介したダイオキシン類等有害物質摂取 量の評価とその手法開発に関する研究平成23年度総括・
分担研究報告書，32. http://mhlw-grants.niph.go.jp/niph/
search/NIST00.do, 2011.
15) T. Oguri, J. Yoshinaga, H. Tao & T. Nakazato:
, 66, 100 (2014).
16) 農林水産省：食品中に含まれるヒ素の実態調査．http://
www.maff.go.jp/j/syouan/nouan/kome/k̲as/occur- rence.html#rice
17) 農林水産省：有害化学物質含有実態調査結果データ集
（平成15〜22年度）．http://www.maff.go.jp/j/syouan/sei saku/risk̲analysis/survei/pdf/chem̲15-22.pdf
18) Codex Alimentarius Commission: 2014. Thirty-seventh Session CICG, Geneva, Switzerland 14‒18 July 2014 RE- PORT, REP14/CAC para. 82 and Appendix III. http://
www.codexalimentarius.org/download/report/807/
REP14̲CACe.pdf
19) 村上道夫：臭素酸・ヒ素：閾値なしの慢性毒性 基準値 のからくり（ブルーバックス），村上道夫，永井孝志，
小野恭子，岸本充生編，講談社，2014, pp. 87‒90.
20) 永井孝志：無機態ヒ素はコメにも！ 基準値のからくり
（ブルーバックス），村上道夫，永井孝志，小野恭子，岸 本充生編，講談社，2014, pp. 58‒60.
21) T. Arao, A. Kawasaki, K. Baba & S. Matsumoto:
, 45, 1291 (2011).
22) C. Lomax, W. J. Liu, L. Y. Wu, K. Xue, J. Xiong, J. Z.
Zhou, S. P. McGrath, A. A. Meharg, A. J. Miller & F. J.
Zhao: , 193, 665 (2012).
23) Y. Jia, H. Huang, G. X. Sun, F. J. Zhao & Y. G. Zhu:
, 46, 8090 (2012).
24) M. Kuramata, F. Sakakibara, R. Kataoka, T. Abe, M.
Asano, K. Baba, K. Takagi & S. Ishikawa:
, (2014). doi: 10.1111/1462‒2920.12572
25) 山根忠昭：水稲におけるヒ素被害の発生機構と対策．島 根県農業試験場研究報告，24, 1 (1989).
26) T. Arao, A. Kawasaki, K. Baba, S. Mori & S. Matsumoto:
, 43, 9361 (2009).
27) 川崎 晃，荒尾知人，石川 覚：日衛誌，67, 478 (2012).
プロフィル
荒尾 知人（Tomohito ARAO）
＜略歴＞1984年東京大学教養学部基礎科 学科卒業／1989年同大学大学院理学系研 究科相関理化学博士課程単位取得退学／
同年農林水産省東北農業試験場研究員／
同年同農業研究センター研究員／1991年 東京大学大学院理学系研究科博士取得／
1999年農林水産省農業環境技術研究所主 任研究員／2001年同農林水産技術会議事 務局研究調査官／2003年農業環境技術研 究所環境化学物質分析研究室長／2006年 同重金属リスク管理リサーチプロジェク トリーダー／2011年農林水産省農林水産 技術会議事務局研究調整官／2013年農業 環境技術研究所土壌環境研究領域長／
2014年同研究コーディネータ現在に至る
＜研究テーマと抱負＞作物におけるカド ミウム吸収移行の品種間差と吸収機構．
農耕地土壌におけるヒ素化合物の動態と 稲による吸収＜趣味＞サッカー＜所属研 究室ホームページ＞http://www.niaes.af- frc.go.jp/researcher/arao̲t.html
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