井戸水のアンモニア性窒素で次亜が効かない？塩素酸対策と次亜の管理術

「次亜を入れても入れても残留塩素が出ない」「最近、次亜の減りが異様に早い」――専用水道を管理している方から、こんな相談をよくいただきます。調べてみると、原因が井戸水に含まれるアンモニア性窒素だった、というケースは少なくありません。

アンモニア性窒素が出る井戸は、塩素処理の難易度が一気に上がります。次亜の消費量が増えるだけでなく、次亜を入れるほど塩素酸という水質基準項目のリスクまで高まるからです。この記事では、その仕組みと、現場で実際にやっている次亜塩素酸ナトリウムの管理方法をまとめました。

井戸水からアンモニア性窒素が出ると何が困るのか

アンモニア性窒素とは

アンモニア性窒素（アンモニア態窒素、NH4-N）は、水中のアンモニウムイオンを窒素の量で表したものです。もともと有機物が分解する初期段階で生まれる物質なので、昔は「汚染の指標」として扱われていました。

深井戸ほど出やすい

意外に思われるかもしれませんが、アンモニア性窒素は汚れた浅井戸よりも、深い井戸でよく出会います。

深い地層の地下水（被圧地下水）は酸素がほとんどない「還元状態」にあり、地層中の有機物由来の窒素がアンモニアの形のまま残りやすいのです。横浜市の研究報告でも、地下水量と安定した水質を求めて深層地下水を取水している専用水道では、還元性の水質からアンモニア態窒素がしばしば検出されると報告されています。

つまり「深く掘ったからきれいな水」とは限らない。水量・水温は安定していても、塩素処理の面では手ごわい水、ということがよくあります。

「水質基準項目じゃないから大丈夫」ではない

アンモニア性窒素そのものは、1978年に水質基準から外れています。健康への直接の影響は小さいという判断です。

ただ、当時の国の通知でも「塩素処理をしている施設では、アンモニア性窒素は水質管理上有効な指標なので活用するように」とされています。基準項目でないから測らない、ではなく、塩素を入れる施設こそ測るべき項目なのです。

なぜそこまで重要なのか。カギになるのが、次の「不連続点」という考え方です。

不連続点とは？アンモニアが次亜を”食べる”仕組み

塩素を入れたときに起きる4つの段階

アンモニアを含む水に少しずつ塩素（次亜塩素酸ナトリウム）を入れていくと、残留塩素は素直に増えていきません。下の図のように、上がって、下がって、また上がるという不思議なカーブを描きます。

① 鉄・マンガンなどが塩素を消費する段階
最初に入れた塩素は、鉄・マンガン・硫化水素・亜硝酸などの「酸化されやすい物質」に先に使われます。この段階では残留塩素はほとんど出てきません。

② アンモニアと反応して「結合塩素」ができる段階
次に、塩素はアンモニアと反応してクロラミン（結合塩素）に変わります。クロラミンも残留塩素計では「残留塩素」として測れるので、数値は上がっていきます。ただしクロラミンの消毒力は、遊離塩素（次亜塩素酸）に比べてかなり弱いのが特徴です。

③ 結合塩素が壊れて、残留塩素が「減る」段階
さらに塩素を足すと、今度はせっかくできたクロラミンが分解されて窒素ガスなどになり、残留塩素が逆に下がっていきます。塩素を入れているのに数値が減る。現場で初めて見ると、たいてい「計器が壊れたか？」と疑います。この途中ではジクロラミンやトリクロラミンができ、プールのような強いカルキ臭が出やすいのもこの段階です。

④ 入れた分だけ遊離塩素が残る段階
アンモニアをほぼ分解しきると、残留塩素はいちばん低い点を通過し、そこから先は入れた分だけ素直に遊離残留塩素が増えていきます。

この「いちばん低い点」こそが不連続点（ブレークポイント）です。不連続点を越えるまで塩素を入れてアンモニアを分解し、安定した遊離残留塩素を確保するやり方を不連続点塩素処理といいます。

不連続点までに必要な塩素はアンモニアの8〜10倍

問題は、不連続点まで持っていくのに必要な塩素の量です。

理論上はアンモニア性窒素1に対して塩素約7.6（重量比）ですが、実際の水には鉄・マンガン・有機物なども含まれるため、千葉県衛生研究所の報告では不連続点までの塩素注入量はアンモニア量の8〜10倍になることが多いとされています。

アンモニアのない井戸水なら、塩素注入率は1mg/L前後で十分なことも多いのに、アンモニア性窒素が1mg/Lあるだけで、注入率は10mg/L近くまで跳ね上がるわけです。

試算：アンモニア性窒素1mg/Lの井戸水を1日100㎥処理すると

具体的な数字で見てみましょう。

• 必要な塩素量：10mg/L × 100㎥ = 1日あたり塩素1kg
• 有効塩素12％の次亜に換算：1kg ÷ 0.12 ≒ 1日約8.3kg
• 1ヶ月（30日）で：約250kg ＝ 20kgのポリ缶で約12〜13缶

アンモニアがなければ月に1〜2缶で済んでいた施設が、10倍以上の次亜を使うことになります。これがアンモニア性窒素の怖さです。そしてこの「大量の次亜」が、後で説明する塩素酸の問題につながっていきます。

不連続点を越えないとどうなるか

「それなら塩素を控えめにして、結合塩素で管理すればいいのでは？」という考え方もあります。実際、水道法では給水栓での残留塩素を遊離残留塩素0.1mg/L以上、または結合残留塩素0.4mg/L以上と定めており、結合塩素での管理も制度上はありえます。

ただ、現場目線ではおすすめしにくいのが正直なところです。

• 前述の千葉県の調査では、アンモニア性窒素が確認された施設の多くが結果的に結合塩素での管理になっており、採水日によっては結合塩素が0.4mg/Lに届いていないケースもありました
• 横浜市の調査では、不連続点処理をしていない施設はマンガンや鉄の除去率が良くないという結果が出ています
• 原水のアンモニア濃度が変動すると、結合塩素の濃度も簡単にぶれます

「残留塩素は出ているけど、実は弱い結合塩素だけ」という状態は、消毒の安全マージンが薄い運転です。

あわせてどうぞ：残留塩素の測定と管理：法律の基礎から現場の対処法まで

残留塩素がじわじわ下がっていく理由

もうひとつ、アンモニアのある施設でよくあるのが「処理直後は残留塩素が出ているのに、受水槽や末端の蛇口では下がっている」という現象です。主な原因は次の3つです。

1. アンモニアが残っていて、反応が続いている
   不連続点を越えきれずアンモニアが残っていると、タンクや配管の中で塩素との反応がだらだら続き、残留塩素が時間とともに削られていきます。

2. 亜硝酸ができて、塩素を食べる
   残ったアンモニアが配管や槽の中で細菌によって「亜硝酸」に変わり、この亜硝酸がさらに塩素を消費します。横浜市の研究では、アンモニアを含む地下水を使う専用水道で、浄水処理や給水の過程で亜硝酸態窒素が生成し、残留塩素管理の課題になっていると報告されています。なお亜硝酸態窒素は水質基準項目（0.04mg/L以下）でもあるため、こちらも要注意です。

3. 次亜そのものが劣化していて、実際の注入量が足りていない
   これは後ほど詳しく書きますが、次亜は保管中にどんどん弱くなります。ポンプの設定は同じでも、入っている塩素は少なくなっている、ということが起こります。

つまり、アンモニアは「完全に分解しきる」ことが大前提。中途半端に残すと、あとから残留塩素がじわじわ下がっていくのです。原水のアンモニア濃度が高い場合は、生物ろ過（硝化細菌でアンモニアを分解する方法）などの前処理を組み合わせる選択肢もあります。

アンモニア濃度に合わせた前処理や塩素注入設備の見直しは、法人・施設のご担当者様からのご相談を受け付けています：法人・施設のお客様へ

次亜を増やすほど塩素酸が増えるジレンマ

塩素酸は52項目の中の「消毒副生成物」

専用水道は、水道法にもとづく水質検査が義務づけられており、2026年4月からは水質基準52項目（PFOS・PFOAが追加）で管理されています。その中に「消毒副生成物」と呼ばれるグループがあり、塩素酸（基準値0.6mg/L以下）もそのひとつです。

塩素酸はもともと「目標値」の扱いでしたが、浄水での検出状況をふまえて2008年4月に水質基準項目へ格上げされました。あわせて、次亜などの薬品から水に持ち込まれる量の基準（薬品基準）も0.4mg/L以下と厳しく設定されています。

次亜そのものが塩素酸を抱えている

ここが盲点なのですが、塩素酸は「水の中で塩素が反応してできる」だけではありません。次亜塩素酸ナトリウムの製品そのものに、最初から塩素酸が含まれているのです。

さらに次亜は不安定な薬品で、保管しているあいだに自然分解が進み、塩素酸がどんどん増えていきます。日本水道協会の手引きでは、有効塩素が1％減ると塩素酸が概ね3,500mg/kg増えるという関係が示されています。

つまり、次亜を大量に入れるアンモニアのある施設ほど、次亜から持ち込む塩素酸も大量になる、という構図です。

試算：グレードと劣化で塩素酸はここまで変わる

アンモニア性窒素が約1mg/Lある井戸水で、塩素注入率10mg/Lの運転をしたと仮定して、次亜から水に加わる塩素酸を単純計算してみました。

• 特級（新品）：約0.17mg/L → 余裕あり
• 1級（新品）：約0.33mg/L → 薬品基準0.4mg/Lに迫る
• 1級を夏場に放置して劣化：約1.1mg/L → 水質基準0.6mg/Lを大きく超過

※日本水道協会の規格値と劣化データをもとにした概算です。実際の値は原水や保管条件で変わります。

アンモニアのない井戸（注入率1mg/L程度）なら、劣化した次亜でもここまでは跳ねません。注入率が高い施設ほど、次亜の品質と管理がそのまま水質検査の結果に直結するのです。

劣化次亜の悪循環

さらに厄介なのが、劣化した次亜が生む悪循環です。

1. 次亜が劣化して有効塩素が下がる
2. 残留塩素が出にくくなるので、注入量を上げる
3. 劣化した次亜（塩素酸が多い）を大量に入れることになる
4. 塩素酸がさらに増える

日本水道協会の手引きでも、劣化した次亜は注入率を上げないと残留塩素を確保できず、塩素酸がさらに上がる悪循環に陥る可能性があると注意喚起されています。

「アンモニアで次亜をたくさん使う」×「次亜が劣化している」の組み合わせが、専用水道で塩素酸が基準を超える典型パターンです。

現場で効く次亜塩素酸ナトリウムの管理術

ここからは、私が現場で実践している管理方法と、公的な手引きで推奨されている方法をあわせて紹介します。

① 1ヶ月で使い切る量だけ買う（次亜は”生もの”）

次亜塩素酸ナトリウムは生ものです。冷蔵庫の牛乳と同じで、買いだめは劣化のもと。私は「だいたい1ヶ月で使い切る」ことを目安に、購入量と頻度を調整しています。

根拠もあります。日本水道協会の計算では、有効塩素12％の次亜が10％まで落ちて塩素酸が7,000mg/kg増えるまでの期間は、30℃保管で約23日、20℃保管で約80日とされています。夏場の倉庫に置いておけば、1ヶ月もたずに劣化が進む計算です。

なお、少量を購入する場合は、製造メーカーから直接ではなく「小分け業者」を経由することが多く、その途中の保管状態までは把握しにくいとされています。できるだけ地域に近い製造元・回転の早い販売店から仕入れるのも、地味ですが効きます。

② エアコンを効かせた倉庫で、20℃以下を目指す

次亜は熱に弱く、温度が上がるほど分解が加速します。手引きでも、分解を抑えるには低温（20℃以下が望ましい）保存が非常に重要とされています。

屋内保管ならエアコンで室温を管理するのがいちばん確実です。屋外のタンクなら、日差しを遮る屋根と断熱材は最低限。夏の直射日光が当たるポリタンクは、次亜にとってはサウナのようなものです。

③ チタン製冷却コイル＋井戸水で冷やす

タンクの規模が大きく、部屋ごと冷やすのが難しい場合は、チタン製の冷却コイルをタンク内に入れて冷却する方法があります。

なぜチタンなのか。次亜は強い酸化力を持ち、ほとんどの金属を腐食させます。耐食性に優れた材料としてはチタン、硬質塩化ビニル、ポリエチレン、フッ素樹脂などが挙げられています。「ステンレスなら大丈夫」と思われがちですが、SUS304製の液位計電極棒が次亜で腐食・脱落し、そのサビで次亜が劣化した事例も報告されています（電極をチタン製に交換して改善）。

そして井戸の現場ならではの一手が、冷却水に井戸水を使うことです。地下水は年間を通して16〜18℃前後と安定しています。手引きでも、20℃以下の地下水が得られるなら、貯蔵槽の周りにホースを巻いた簡易ウォータージャケットによる水冷が効果的と紹介されています。アンモニアで困らされている井戸水に、今度は次亜を守ってもらうわけです。

④ 継ぎ足し運用は、タンク容量の見直しから

使った分だけ新しい次亜を継ぎ足す運用は、古い次亜がタンクの中に残り続けるので要注意です。

手引きには、使用量に対して貯蔵槽が大きすぎ、継ぎ足しで中身がなかなか入れ替わらなかったために、次亜中の塩素酸が13,600mg/kgまで上昇し、水質基準を超えた小規模水道の事例が載っています。

「大は小を兼ねる」はタンクには当てはまりません。使用量に見合った容量か、一度見直してみてください。

⑤ 光・外気・金属を遠ざける

温度以外にも、次亜の分解を早める要因があります。

• 紫外線：屋外は屋根、屋内でも窓際は遮光する
• 外気（二酸化炭素）：空気が入り込むとpHが下がり、pH10を下回ると急激に分解が進みます。換気扇で部屋が負圧になり、エア抜き配管から外気が逆流して次亜が劣化した事例もあります
• 金属・汚れ：タンク内の金属片やスケール、汚れは分解を促進します。定期的なタンク清掃も大切です

⑥ 特級と1級、グレードを選ぶ

水道用の次亜塩素酸ナトリウムは、日本水道協会規格（JWWA K 120）で品質の良い順に特級・1級・2級・3級に分かれています。違いは不純物の量で、塩素酸の上限は特級2,000mg/kg、1級4,000mg/kgです。

手引きの計算では、20℃以下で保管し最大注入率10ppmとした場合、特級は少なくとも28日、1級は7日まで塩素酸の薬品基準を確保できるとされています。同じ「1ヶ月で使い切る」運用でも、特級のほうが圧倒的に余裕があります。

手引きでも、塩素注入率が常時10ppmを超えるような施設では特級の購入を検討するよう書かれています。まさにアンモニア性窒素がある井戸がこれに当たります。特級は単価が上がりますが、塩素酸で基準超過を出したときの対応コスト（再検査、原因調査、次亜の全量入れ替え）を考えれば、十分に元が取れる選択です。

⑦ 「注入量の変化」を毎日見る

最後は日々の点検です。残留塩素の値だけでなく、次亜の減り方（注入量）と補充の間隔も記録しておきましょう。

手引きでは、処理水の残留塩素に変化がないのに注入量だけ増えている場合は、次亜の劣化を疑うよう示されています。逆に、注入量は同じなのに残留塩素が下がってきたら、原水のアンモニアや鉄・マンガンが増えていないかを疑います。

なお、有効塩素や塩素酸は現場で簡易に測る方法がなく、塩素酸の測定にはラボ用の分析装置が必要です。おかしいと思ったら、登録水質検査機関に次亜そのものの分析を依頼するのが確実です。

★プロの一捻り：「残留塩素が出ているから大丈夫」は誤解

アンモニアのある施設で、いちばん多い勘違いがこれです。

一般的な残留塩素計（DPD法）には、「遊離残留塩素」を測る試薬と「全残留塩素」を測る試薬があります。全残留塩素は遊離塩素＋結合塩素の合計なので、アンモニアと反応してできた弱いクロラミンも含めて数字が出てしまいます。

さらに、遊離残留塩素用の試薬でも、発色させてから時間を置くと結合塩素まで少しずつ色が出てきます。試薬を入れてから時間をかけて読むと、本当は遊離塩素がほとんどないのに「0.3mg/L出ている」と読んでしまうことがあるのです。

前述の千葉県の調査でも、アンモニア性窒素が確認された施設の大半で遊離残留塩素は0.1mg/Lに届いておらず、残留塩素の中身はほとんど結合塩素でした。

アンモニアのある井戸では、

• 遊離残留塩素と全残留塩素の両方を測る（差が結合塩素）
• 遊離残留塩素は試薬を入れたらすぐ読む
• 原水と処理水のアンモニア性窒素も定期的に測る

この3点をセットにしてください。「数字が出ている」と「消毒できている」は、イコールではありません。

まとめ

• 井戸水のアンモニア性窒素は、深井戸の還元性地下水でよく出る。基準項目ではないが、塩素処理する施設では最重要の管理指標
• 塩素を入れると「上がって・下がって・また上がる」。そのいちばん低い点が不連続点で、ここまでにアンモニアの8〜10倍の塩素が必要
• アンモニアを分解しきらないと、亜硝酸の生成などで残留塩素がじわじわ下がる
• 次亜を大量に使うほど、次亜に含まれる塩素酸の持ち込みも増える。劣化した次亜だと水質基準0.6mg/Lを超えることも
• 次亜は生もの。1ヶ月で使い切る・20℃以下で保管・チタンと井戸水で冷やす・特級を選ぶ・注入量を毎日見る

アンモニア性窒素が出る井戸は、言ってみれば「次亜を大食いする井戸」です。食べる量が多いぶん、エサ（次亜）の鮮度管理がそのまま水質に表れます。

よくある質問（FAQ）

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