深层地质处置库：WIPP经验启示

随着联邦政府未来采用基于同意的方针来选址新的深层地质核废物处置库，考虑接纳此类设施的当地社区和州政府必然会有许多疑问。目前，新墨西哥州的废物隔离试验场(Waste Isolation Pilot Plant，WIPP)是此类处置库中唯一投入运行的实例，它为州和地方政府官员提供了实地参观并自行判断接纳类似设施的风险和益处的机会。但其历史也能为这些官员提供经验教训，特别是WIPP开放前的政治进程、WIPP运行的安全性、从废物产生设施到处置场址的废物运输安全性，以及该项目对Carlsbad地区乃至整个新墨西哥州的经济影响。

本评论文章探讨了这一历史，发现虽然WIPP的开发和建设过程漫长且不时充满争议，但州和联邦政府通过协商达成了各种措施以满足州政府利益，而Carlsbad的地方政治领导层在该项目开发过程中始终予以支持，州政府从未达到坚决反对的地步。第二，WIPP的核废物运输工作一直安全进行，该设施的总体运行记录良好，尽管在2014年发生过两起事故。第三，虽然WIPP使该州和当地失去了原本可从该地点开采的碳氢化合物和矿产的价值，但该处置库项目提供了大量就业岗位，并且似乎并未对旅游业和房产价值产生负面影响——这两点正是开放前的主要担忧。

然而，由于可用数据有限，本评论文章指出了联邦政府可以向州和地方政策制定者提供更多关于WIPP历史记录信息的机会，以进一步支持他们的考量，同时也指出了所有利益相关方可以如何更好地接洽以推动新处置库的实际建设。

州和地方政府官员对于接纳深层地质处置库可能提出的首要问题或许是此类设施是否安全。本节首先解释与安全相关的监管责任，然后回顾WIPP运输计划的安全记录，以及WIPP场址25年来的运行安全记录。

WIPP安全的第三个方面是关闭后阶段——即运行停止且处置库被封存后，这可能多年都不会发生，因为该设施尚未接近1992年《WIPP土地划拨法案》中规定的容量上限。目前无法像分析WIPP运输和运行记录那样对这方面进行回顾性分析。为了解WIPP关闭后的相关安全问题，读者可参考美国国家科学院和美国环境保护署(EPA)的出版物。EPA持续定期认证WIPP符合关于关闭后公众健康保护的标准。如前所述，1996年美国国家科学院报告发现，如果有效封存且不受人类活动干扰，WIPP可将超铀元素(TRU)废物隔离超过10,000年。该地区层状盐岩的地质稳定性和隔离能力是得出此结论的主要因素。数千年后人类侵入的可能性当然是未知的，这也是WIPP反对者即使在设施开始运行后仍继续提出的一个担忧领域（具体而言，担忧放射性材料未来可能因在WIPP区域内钻探和提取碳氢化合物及矿产而发生迁移，例如近年来随着水力压裂技术应用，在该场址邻近地区已发生的情况）。

然而，对于当前的运输和运行事务，监管机构有明确的职责，并有可供考量的安全记录。

放射性控制技术人员检查运抵WIPP的废物容器上的辐射读数。

WIPP驾驶员必须是美国公民且具备丰富的驾驶经验：他们必须在过去五年内行驶325,000英里，且在过去五年中有两年每年行驶100,000英里。他们不得有多次可归责的事故记录，个人车辆无违章行驶或醉酒驾驶(DWI)/酒驾(DUI)行为，且过去五年内商用车辆无违章行驶记录。WIPP驾驶员成对工作，必须通过严格的安全和应急响应考核。

用于向WIPP运输废物的卡车通过连续卫星跟踪系统与WIPP场址的中央控制中心连接。卡车还配备冗余的双向通信系统。

每个废物运输货包在离开废物产生场址前，需按商业车辆安全联盟(Commercial Vehicle Safety Alliance)最高级别的VI级标准进行检查。WIPP驾驶员必须在途中每150英里或三小时停车检查其卡车和货物。卡车在州边境检查站也需接受检查。

此外，WIPP计划已向所有新墨西哥州WIPP运输路线沿线的应急响应人员提供培训和设备。

用于将TRU废物运至WIPP设施的运输罐是NRC认证的B型包装（即设计用于运输高放射性水平材料并提供辐射屏蔽）。NRC认证要求B型包装能承受一系列假设事故场景，包括：

自由跌落试验：“运输罐从30英尺高度跌落到平坦、不可变形的表面（如钢筋混凝土地面），以容器最薄弱点撞击地面。”

穿刺试验：“运输罐经受40英寸自由落体，落至直径至少6英寸、长度至少8英寸的钢棒上。”

燃烧试验：“运输罐被喷气燃料浇透并点燃，使其在1,475°F温度下经受30分钟。”

浸没试验：“使用专门分析，对相同设计的另一运输罐施加相当于浸没在50英尺水深下的外部压力。”

法规允许通过计算机仿真、缩比模型或全尺寸模型试验来证明包装是否符合认证要求，通常会结合使用这些方法。

WIPP计划有多个监管机构。其中两个与运输计划相关：

美国交通部对WIPP运输计划拥有监管权，包括废物包装要求以及通过跟踪和通信进行废物运输监控。

美国核管会(NRC)负责认证WIPP计划中使用的运输容器。

另外两个监管机构与场址运行（以及关闭后阶段）相关：

EPA监管WIPP废物的放射学方面，由其辐射防护计划认证。如前所述，EPA已发布通用放射性废物处置标准以及WIPP特定的认证标准。

新墨西哥州根据《新墨西哥州危险废物法案》和《资源保护与回收法》监管WIPP的混合废物处置。

虽然非WIPP场址的正式监管机构，但美国能源部和劳工部矿山安全与健康管理局(MSHA)签署了关于WIPP健康和安全检查的谅解备忘录(MOU)。该备忘录包含多项规定，包括MSHA每年对WIPP设施进行不少于四次的突击健康和安全检查，若发现任何安全或健康缺陷将发出传票。所有检查结果均在MSHA网站上公布。

MSHA对美国所有矿山进行检查。作为参考，该机构2023年开始对WIPP进行8次检查，并对违规标准开出59张传票；同年对位于新墨西哥州Eddy县的三个活跃地下钾盐矿山开始总共26次检查，开出总计310张传票（这三个钾盐矿山规模大于WIPP[1]）。

最后，国防核设施安全委员会(DNFSB)是一个独立组织，负责就美国能源部国防核设施的公众健康和安全问题向总统和能源部长提供建议。自2015年以来，该委员会每月发布关于WIPP的报告。

TRU核废物货包通过卡车从全美各地具有国防任务的美国能源部场址运至WIPP设施，这已使22个历史遗留TRU废物场址得以清理。

WIPP运输计划在驾驶员经验、运输规划、通信监控（见驾驶员要求，第51页）以及废物运输包装（见NRC要求，第51页）方面执行严格规定。截至2024年2月26日，自1999年开始运行以来，WIPP运输计划共发生21起事故/事件[2]。事故/事件总结如下：

七起涉及空载废物货包的运输——即这些货包不包含任何TRU废物。

十四起由非WIPP驾驶员在道路上引起。

七起由WIPP驾驶员引起，其中三起因驾驶员健康问题（例如意识丧失和持续咳嗽导致车辆失控），一起发生在驾驶员试图躲避另一私家车事故产生的路面碎片时。

所有事故/事件中，均无WIPP运输货包受损，总计造成七人受伤，无人死亡。

根据EPA定义，危险废物具有“使其对人类健康或环境具有危险性或有害影响的特性”。EPA指出，危险废物来源广泛，如工业制造过程废物和电池，可以是液体、固体、气体和污泥。

图1：美国危险材料运输相关死亡人数。来源：美国交通部，[https://www.bts.gov/content/hazardous-materials-fatalities-injuries-accidents-and-property-damage-data]。

根据美国交通部数据，美国每天发生120万次危险材料运输，每年运输16亿吨危险材料。危险材料通过公路、铁路、航空和水路运输。这些活动并非没有风险。据估计，1999年至2022年间（大致对应WIPP运行的前23年），与危险材料运输相关的死亡人数约为250人（见图1）。危险材料从容器中释放可能通过爆炸或吸入有毒气体等不同方式对人造成伤害或死亡。

当WIPP于2024年3月27日运行满25年时，运往WIPP的TRU废物运输里程已超过1,600万英里，已处置285,000个废物容器[3]。虽然WIPP运输在里程和数量上都远少于危险废物运输，但值得注意的是，在WIPP运输计划实施期间，未发生任何一起导致放射性材料释放的事故，更不用说造成人员伤害的释放事件。1989年美国国家科学院预测认为，由于严格的法规和要求，WIPP的运输计划将“比美国目前任何其他危险材料运输更安全，并将风险降至极低水平”[4]。

卡车将超铀元素废物运输至WIPP。

TRU废物货包运抵WIPP设施后，需进行卸货、检查、贮存，最终转移至矿坑进行放置。所有这些操作都对WIPP设施人员构成一定风险，并发生过类似其他工业场所发生的事故——例如坠落和重物跌落导致骨折等伤害。

美国能源部2002年报告得出结论，以伤害率和环境事件等指标衡量，WIPP场址是美国能源部系统内安全记录最好的场址之一。到2011年，WIPP在25年中有23年获得新墨西哥州矿业安全局和新墨西哥州矿业协会颁发的新墨西哥州最高矿山安全奖，这基于其低伤害率且无死亡事故。时任新墨西哥州矿业安全局助理州矿山检查员的Chris Hefner当时表示：“WIPP的安全文化无与伦比，”并赞扬该设施不遗余力地与其他矿山分享最佳实践。

尽管早期记录良好，但2014年2月相隔10天发生了两起独立事故，引发了对WIPP安全性的担忧。这些事故导致处置作业暂停约三年。

第一起事故发生在2月5日，一辆用于在处置库主电梯井附近运输开采盐岩的卡车发动机舱起火。卡车操作员注意到火焰，在尝试灭火未果后，工作人员被指示撤离。当时地下有86名工作人员，全部成功撤离。六名工作人员因吸入烟雾被转移至场外治疗，另外七名工作人员在场内接受治疗。矿山救援队当晚到达卡车处，未发现明火，但对前轮胎上发现的余烬使用了灭火器。

美国能源部事故调查报告后来确定事故直接原因为卡车上“可燃流体（液压油或柴油）与热表面（很可能是催化转化器）接触”，导致火灾，烧毁了发动机舱以及两个前轮胎。

与2月5日的火灾不同，第二起事故的性质无法在常规矿山发生。2月14日，一个已放置在WIPP中的TRU废物桶自发性破裂，向处置库释放放射性材料。释放被处置库的空气监测器检测到。释放发生时，处置库内没有工作人员。

美国能源部事故调查委员会确定事故直接原因为来自洛斯阿拉莫斯国家实验室的一个废物桶中不相容材料的反应产生热量，导致桶内超压，造成破裂，将桶内物质释放到WIPP地下[5]。委员会确定的释放根本原因包括洛斯阿拉莫斯国家安全公司（根据与美国能源部合同管理和运营LANL）未能理解和有效实施危险废物设施许可，以及更广泛的未能确保LANL充分制定和实施足够的重新包装和处理程序。委员会还确定了放射性释放的12个促成原因，包括各组织未能确保LANL建立强大的核安全文化，以及美国能源部总部未能进行充分或有效的管理监督。分析结果得出了关于为防止或最小化再次发生概率或严重性所需管理控制和安全措施的结论和“必要性判断”。

EPA得出结论认为，WIPP场址的辐射释放未对公众健康构成威胁[6]。新墨西哥州立大学Carlsbad环境监测与研究中心同样得出结论，不应预期当地工作人员或公众出现任何与辐射相关的负面健康影响[7]。美国能源部2014年9月的恢复计划报告估计，22名现场工作人员的相关暴露水平在50年内低于10毫雷姆——相当于一次胸部X光检查的暴露量——且预计不会产生长期不良健康影响[8]。WIPP处置作业暂停三年，期间美国能源部举行公开会议，并采取额外措施防止此类事故再次发生并重建社区信任。

WIPP于2017年在有限运行条件下重新开放。新墨西哥州声称存在违反《新墨西哥州危险废物法案》、危险废物管理条例和WIPP许可的行为[9]。美国能源部最终向新墨西哥州支付7400万美元，以了结该州就这些事件对其及其承包商提出的索赔[10]。和解还要求美国能源部在WIPP实施纠正措施以改善场址运行安全性。事故恢复给WIPP项目增加了巨额成本（数亿美元）。

对于考虑接纳核废物管理设施的州和地方而言，WIPP的经验值得研究。新的高放废物处置库建设将面临许多与WIPP相同的公众接受挑战：当地居民的安全担忧，甚至可能更多地来自州内其他地区居民的安全担忧，这些人不太可能直接从项目中获得经济利益。然而，第二个深层地质处置库在美国将不再是“同类首创”项目，WIPP经验获得的知识可以缓解一些担忧。如今，州和地方政府官员可以参观一个正在运行的深层地质处置库，自行判断风险和益处——这在WIPP开发期间是不可能的。ν

Matt Bowen是哥伦比亚大学SIPA全球能源政策中心的高级研究学者，专注于核能、废物和防扩散领域；Hamna Khan在美国能源部亚洲事务办公室担任ORISE研究员；Rama T. Ponangi是哥伦比亚大学SIPA全球能源政策中心的研究助理。

作者感谢Kevin Crowley和Ross Kirkes的有益讨论和反馈。