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4.1总体思路48

4.2编制原则48

4.3技术路线49

5国内外相关标准研究51

5.1国外相关标准51

5.2国内相关标准研究53

5.2.1综合性排放标准53

5.2.2印刷行业排放标准54

6标准主要技术内容56

6.1标准适用范围56

6.2标准结构框架56

6.3术语与定义56

6.4排放控制要求56

6.4.1时段划分57

6.4.2污染物考核指标及排放限值确定57

6.4.3工艺措施与管理要求73

6.5监测要求79

6.5.1一般要求79

5.2 监测与分析80

5.2.1采样点位的布设80

5.2.2 采样频次和时段81

7本标准与现行相关标准的比较83

8达标的技术经济可行性分析86

8.1技术可行性分析86

8.2经济可行性分析86

8.3社会和环境效益87

9标准征求意见汇总及反馈88

附表意见汇总处理表89

附录固定污染源废气苯系物的测定气袋采样-气相色谱法104

1项目背景

1.1项目来源

自《大气污染防治行动计划》实施以来,我省城市空气质量总体上有所好转,但臭氧成为我省季节性首要污染物,而挥发性有机物(VOCs)作为臭氧前体物,其治理已成为我省环境保护的重点工作。

印刷行业为重点的VOCs排放行业,《国家“十三五”挥发性有机物减排工作方案》明确指出深入推进印刷行业VOCs综合治理,亟需制订印刷行业大气污染物排放标准,以完善环保管理体系,规范印刷企业VOCs污染排放,实现印刷行业VOCs的科学监管。

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律、法规,保护环境,防治污染,促进印刷行业生产工艺和污染治理技术的进步,加强对印刷行业废气排放控制和管理,防治大气污染,2017年7月,XX省环境保护厅下达了《XX省印刷行业挥发性有机物排放标准》编制任务,XX省环境科学研究院承担了该标准的编制工作。

本标准起草单位:

XX省环境科学研究院

本标准主要起草人:

XXX、XXX、刘怡靖、张银菊、吴锡峰、陈巧俊、姜炳棋、张健、卓桂华、陈锦、杨雯婷。

1.2工作过程

2017年7月,XX省环境科学研究院成立了标准编制组,填报XX省地方标准项目申请书及项目论证申请表,编制立项报告,确定了标准的编制的工作思路,分解了标准编制任务。

2017年7-9月,资料收集和整理阶段。

首先编制组对国内外相关研究、政策与标准进行了资料的收集和整理,查阅并了解了印刷工艺或方式、印刷油墨种类、成分等情况,同时收集和整理了印刷业相关环境保护法律、法规、政策、标准等相关资料。

基本掌握了XX省印刷企业的原辅材料使用特点、生产工艺、VOCs产生和排放环节、有机废气治理设施及其运行情况。

2017年10月,向XX省印刷协会的专家咨询了XX省印刷行业生产现状及特点。

2017年11月,在XX省印刷协会的协助下,选取我省出版物印刷、包装装潢印刷等代表性印刷企业进行实地调研。

收集了省内代表性企业监测数据。

赴北京、浙江、天津调研国家及各省标准编制情况,学习借鉴标准编制经验和主要做法。

在国内VOCs控制标准调查研究的基础上,结合我省实际情况,起草XX省《印刷行业挥发性有机物排放标准》初稿和编制说明。

2017年12月,召开了标准座谈会,根据座谈会内容对标准文本及其编制说明进行了修改,初步形成XX省《印刷行业挥发性有机物排放标准》的征求意见稿。

2017年12月中旬,征求环保部、省直部门、地市、行业协会、典型企业等意见。

2017年1月,选取印刷行业典型企业进行现场监测。

2018年2月,根据反馈意见修改形成送审稿。

2印刷行业VOCs排放及控制现状

2.1印刷行业概况

2.1.1国外印刷行业发展概况

印刷是指使用模拟或数字的图像载体将呈色剂/色料(如油墨)转移到承印物上的复制过程。

印刷的生产过程为采用平版、凸版(包括柔版)、凹版、孔板(包括丝网)等印刷方式,以纸、塑料、金属、玻璃和陶瓷及其他材料为承印物的印前、印中、印后等生产活动。

从一些简单的打字复印到今天数码印刷的快速发展,主要由于数字印刷技术的不断发展。

与传统印刷业相比数码快印操作简便、快速流畅。

据国外有关机构研发报告表明,全球数字印刷增长快速,即1995年增幅为1%,2000年为4%,2006年为16%,2010年为19%。

目前,全球印刷市场分为三大块:

美国、欧洲和亚洲各占全球印刷市场的三分之一。

全球印刷企业呈现多样化的发展趋势,不仅有小作坊,还有像魁北克人全球公司和R.R唐纳利公司这样的大型企业。

这两家北美企业都拥有3000多名雇员,每年收入高达40多亿美元。

印刷业的产品内容丰富,包括书籍、报刊、钞票、标签和邮票等。

包装印刷是印刷的重要构成部分。

纸张和纸板仍然是最重要的包装材料。

塑料构成第二大部分,目前使用的塑料有37种,包括聚乙烯薄膜、聚苯乙烯减震材料、聚氯乙烯等。

金属是第三种最为普遍使用的包装材料,其中绝大部分是制造罐装产品所使用的铝和钢或者锡的板材。

印刷要么是直接印在金属上,要么采用一个裹在外面的标签。

玻璃位列第四,其制造需要大量的原材料和能源。

其它包装材料所占的市场份额较小,而且对印刷业影响较小,包括各种木材产品和纺织品等。

2.1.2国内印刷行业发展概况

中国印刷工业总产值在2006年已跃升至世界第三位,其中,数码印刷行业正稳步发展中。

2016年我国印刷业总产值达到1.27万亿元,各类印刷企业约有10.1万家。

包装装潢印刷行业是印刷业的一个重要分支,企业数达到5.1万家,总产值为9713亿元,约占我国印刷业的76.4%。

2016年,在原材料涨价潮的冲击下,现金枯竭、产业结构不合理、产品档次偏低、自主创新能力弱的企业正被无情淘汰,行业产能呈现加速集中态势。

规模以上企业达到5470家,与上年相比增加264家,主营业务收入7879亿元,同比增长4.5%。

规模以上印刷企业占全国印刷企业总数的5.4%,但其年主营业务收入占全行业的62%以上,这充分说明,规模以上印刷企业是支撑中国印刷业发展的骨干力量。

从地域分布来看,印刷业作为国民经济的配套服务型行业,其发展与区域经济的发展状况息息相关。

受我国区域经济发展不平衡影响,我国印刷业也呈现出区域化发展不平衡特征,即我国印刷业主要集中分布在珠三角(广东)、长三角及华东地区(XX、浙江、江苏、上海)以及环渤海区域(山东、河北、北京、天津、辽宁),中西部发展相对滞后。

我国印刷企业数量按从大到小依次分布于广东、浙江、江苏、河北、云南、河南、上海、XX、安徽、辽宁、天津、北京等十几个省(市),这些地区各类印刷企业数量约占全国总数的86.3%,从业人数约占68.4%。

从全国规模以上印刷企业的数量分布来看,规模以上印刷企业集中分布在沿海和中部地区,拥有规模以上印刷企业最多的是广东省、江苏省、山东省和浙江省。

从规模以上印刷企业主营业务收入构成分布来看,高居榜首的是包装装潢及其他印刷,其次是书报刊印刷、本册印刷、装订及印刷相关服务。

2.1.3XX省印刷行业的发展概况

近几年,随着经济发展迅速和人民生活水平提高,对印刷品质与工艺越来越高的要求,XX省的印刷业持续、快速、稳步发展,由少到多、由小到大快速发展,形成了门类齐全、规模较大的产业部门。

XX省印刷行业的主要产品包括书、报刊印刷、本册印制、包装装潢及其他印刷等。

XX省印刷企业以包装印刷为主,其次是出版印刷,包装印刷市场份额高于出版物印刷。

从XX省印刷协会调研知,根据我省新闻出版广电局2016年印刷企业年检数据统计,全省现有印刷企业3029家,其中出版物印刷企业198家,占全省印刷企业总数的6.5%,包装印刷企业1980家(其中纸质包装699家、金属包装21家、塑料软包装285家、标签38家、玻璃和陶瓷3家、其他包装934家),占全省印刷企业总数的65.37%,其他印刷品企业764家,占全省印刷企业总数的25.2%,排版、制版、装订专项印刷企业65家,占全省印刷企业总数的2.15%,数字印刷企业22家,占全省印刷企业总数的0.73%。

2016年,全省印刷工业产值567亿元,在全国排名第七。

全省印刷工业产值排列:

厦门165亿元、泉州130亿元、漳州93亿元、福州73亿元、莆田72亿元。

这五个设区市的印刷工业产值占全省印刷工业产值的94%。

全省规模以上印刷企业168家(产值5000万元以上的企业)产值350亿元,企业数约占全省的5.5%,产值占全省印刷工业产值的61.73%,说明规模以上印刷企业也是支撑我是印刷业发展的骨干力量。

以上5个设区市的规模以上企业有149家,占全省规模以上企业数的88.69%。

全省共有上市印刷企业5家,其中厦门3家(厦门合兴包装、安妮股份、厦门吉宏包装),福州2家(鸿博股份和昇兴集团)。

新三板挂牌印刷企业5家(福州唐朝彩印股份、莆田东南艺术纸品、厦门创业人环保科技、XX南王环保科技、XX鸿志兴股份)。

另外分别有鸿博股份有限公司和艾派集团(中国)有限公司2家企业获得国家印刷复制示范企业。

截至2016年年底,XX省绿色印刷认证企业达到29家。

在国家政策鼓励和支持下,XX省的印刷企业联盟也越来越多,将印刷产业链上的上下游企业通过企业间的合作融合在一起,通过设备的智能化、自动化来提升省内印刷企业的核心竞争力,推动了XX省印刷业的健康绿色发展。

2.2印刷行业产排污情况

2.2.1印刷行业生产工艺概况

印刷是指使用印版或其他方式将原稿上的图文信息转移到承印物上的工艺过程,印刷工艺流程如图2.1所示。

图2-1印刷生产工艺流程

传统印刷生产工艺为:

原稿的制作及选择——印前图文处理——制版——印刷——印后加工,其油墨转移过程必须依靠印版和压力,而这种印刷必须具备五大要素:

原稿、印版、承印物、印刷油墨以及印刷机械。

一件印刷品的完成,首先需要选择或设计出适合于印刷的原稿,然后利用电子分色对原稿上的图文信息进行处理,制作出供晒版或雕刻用的原版(分色片或者电子文件),再用原版制出供印刷用的印刷印版,最后把印版安装到印刷机上,利用印刷机械将油墨均匀地涂布在印版的图文上,在印刷压力的作用下,使油墨转移到承印物上,完成以上工作之后,经过印后加工以实现不同使用目的的印刷品。

数字印刷的工艺流程是:

原稿的制作及选择——印前图文处理——印刷——印后加工,其图文信息的转移是一个数字化的工作流程,呈色剂在承印物上的着色无需通常意义上的印版和压力。

(1)印前工序

印前指的是从原稿到印刷版完成,印前工序也就是印前制版,是印刷前所有工艺的统称。

首先需要根据原稿制作成印版,虽然凸版、平版、凹版、丝网版的制作各异,但其制版程序基本为分为制分色片——晒版两步。

一幅原稿经过电分机分成四色软片或者通过扫描仪、相机输入设计系统进行校色、设计、排版、拼版处理,RIP,校对无误后其结果可以①使用激光机输出硫酸纸直接出反片晒PS版后印刷;

②使用数码打样机进行数码打样,文字图片色彩没有任何问题,则RIP栅格化数据送到照排机输出菲林,晒版机制出PS版上机印刷;

③数码打样后,稿件直接CTP。

制版过程中由于用到了显影液、感光液、清洗剂等,会产生少量的VOCs。

计算机直接制版技术CTP通过电脑将RIP后的图文信息直接输出到印版上,去掉了作为中间环节的软片,减少了制版中软片输出、显影、定影和晒版等步骤,大大减少了含银、对苯二酚等对人体和环境危害较大的废液的排放,也减少了紫外光对人体的伤害和对空气的污染。

(2)印刷工序

印刷指的是从印版上的图文信息被转移到承印物的表面。

印刷工序是使用模拟或数字的图像载体将呈色剂/色料(如油墨)转移到承印物上的复制过程。

按照印版上图文和非图文区域的相对位置,常见的印刷方式可分为凸版印刷(包括柔版)、平板印刷、凹版印刷和孔版印刷(丝网印刷)四大类,其印刷方式、操作条件及油墨成份不尽相同。

20世纪后期,随着数字和网络技术的发展,出现数字印刷,使用数据文件控制相应设备,将呈色剂/色料(如油墨)直接转移到承印物上。

数字印刷是数字页面直接形成黑白或多色印刷品的无版复制技术,它可以在每一份印刷品上产生不同的图像,“无版”和“信息可变”是它的最大特征。

目前,以静电成像方式和喷墨成像方式更为普遍。

现有的印刷工艺分类和具体说明见表2-1。

表2-1印刷工艺的分类和说明

印刷类别

工艺说明

主要特点

应用示例

传统印刷方式

平板印刷

印版上图文(着墨)区域与非图文(空白)区域在同一平面上,利用油水不相溶的原理进行印刷的方式,空白部分亲水疏油,图文部分亲油疏水。

胶印为平板印刷的一种。

利用橡皮滚筒把印版上的油墨间接转移到承印物上,因此也称间接印刷。

适于连续调原稿印刷、层次丰富,适应范围广。

广告、样本、包装纸、各类商标、挂历以及金属印刷。

凸版印刷

印版上图文(着墨)区域凸起于非图文(空白)区域,印刷原理类似于印章。

柔性版印刷为凸版印刷的一种,其印版通常由橡胶或弹性树脂制成。

早期的木版印刷、活字版印刷及后来的铅字版印刷等都属于凸版印刷。

现在只有柔性版还在广泛使用。

凸版印刷通常是印版上的油墨直接转向到承印物上。

适于线条原稿的包装印刷,墨色厚实,色彩鲜艳。

商标、标签、包装盒、包装纸、不干胶印刷。

凹版印刷

印版(通常为印版辊筒)上的图文(着墨)区域低凹于非图文(空白)区域,印墨经过卷筒或圆筒上细微的蚀刻或雕刻凹位输送,过剩的印墨以刮墨刀以刮墨刀从筒的表面刮去。

凹版印刷通常也是把印版上的油墨直接转移到承印物上。

墨层厚、层次鲜明,适于软包装材料印刷。

各种塑料包装袋、复合袋印刷、壁纸、建材印刷、钞票、邮票等有价证券的印刷。

孔板印刷

油墨通过(或渗漏通过)印版上的孔网转移到承物上。

丝网印刷属于孔板印刷的一种。

墨层厚,有重量感,适于各种材料各种成型表面印刷。

纸张、纸板、织物印刷,各类容器及瓷、罐类印刷等。

数字印刷

激光成像

利用数字式静电激光成像机理,把色粉从硒鼓(或其它类型的成像滚筒)转移到承印物上,通过高温把色粉(微胶囊)融化后固定。

激光成像数字式印刷,承印物仍需与成像滚筒相接触。

喷墨成像

利用数字信号控制喷头把多种彩色墨水直接喷印到承印物上,承印物不需与喷头接触。

(3)印后工序

印后加工是使经过印刷机印刷出来的印张获得最终所要求的形态和使用性能的生产技术的总称。

按照加工目的不同可以分为对印刷品表面进行的美化装饰加工、使印刷品获取特定功能的加工、印刷品的成型加工等。

①覆膜。

将塑料薄膜涂上粘合剂与纸印刷品加热加压后使之粘合在一起,形成纸塑合一的产品加工技术。

②上光。

在印刷品表面涂覆上一层无色透明的涂料,经流平、干燥、压光后,在印刷品的表面形成薄而均匀的透明层。

上光能够增加印品表面的光泽度、光洁度,起到保护印刷品、增加美观的作用。

③压光。

在上光机上涂布压光油后再经过压光机压光处理,从而改变干燥后的上光涂层的表面状态,形成理想的镜面效果,常用于一些高档印刷品的表面处理。

④烫金。

借助一定的压力与温度,用装在烫印机上的模板,使印刷品和烫印箔在短时间内相互受压,将金属箔或颜料箔烫印模板的图文转印到印刷品表面。

电化铝烫印箔一般由5层不同的材料组成,从反面到正面依次是基膜层、隔离层、保护层、铝膜和粘胶层。

⑤胶黏。

印后加工整理阶段用胶黏剂把印刷品连接起来。

⑥复合。

所谓复合工艺是指在软包装印刷中将不同特性的基材通过胶粘剂或类似方法粘接到一起而组成一个新的功能性材料的工艺。

通常是把粘合剂涂布到一层薄膜上,经过烘箱干燥,再与另一层薄膜热压贴合成复合薄膜。

它适用于各种基材薄膜,基材选择自由度高,可生产出各种优异性能的复合膜,如耐热、耐油、高阻隔、耐化学性薄膜等。

2.2.2工艺流程的产排污节点及VOCs排放特征

印刷工艺主要有平版印刷、凸版印刷(如柔版印刷)、凹版印刷和孔版印刷。

不同印刷工艺的VOCs来源和排放方式基本相同:

传统制版工艺采用分色菲林(感光胶片)晒制PS版,需要显影、水洗以及印版上涂布保护胶环节;

使用的油墨及稀释剂(印刷不透气承印物需添加稀释剂,如金属印刷、塑料印刷);

胶印工艺的润版液主要成分通常是异丙醇和磷酸;

复合用胶粘剂(仅限于部分存在复合工艺的印刷企业)、印后整饰加工覆膜胶、油性上光油、非水性涂布背胶的电化铝及设备清洗剂(洗车水、正庚烷、汽油、煤油、乙二醇醚、醇类、甲苯、乙烷和特别配制的混合剂),可能的排放途径有:

油墨调配过程溶剂挥发、印刷过程油墨溶剂挥发、烘干阶段、复合过程及设备清洗、废弃的油墨桶、有机溶剂容器桶或胶水桶收集封盖过程等。

印刷生产工艺流程及主要VOCs产生环节如图2-2所示:

图2-2印刷生产工艺流程及主要VOCs产生

表2-2为印刷工艺产生VOCs的排污节点包括有机类原辅材料的储存与添加、印前加工、印刷工艺、印后加工、设备清洁、废弃溶剂存放和处置过程等VOCs的排放源清单。

表2-2VOCs的排放源清单

工序名称

VOCs排放源

VOCs排放情况

有机类原辅材料的储存与添加

油墨、稀料、润版液、粘结剂、清洗剂等有机类原辅材料的存放、添加过程造成的无组织逸散。

印前加工

胶片冲洗处理、彩色打样、印版冲洗处理和凹印版滚筒制版等工艺中用到的化学药品。

这些化学药品可能含有VOCs物质,但这些VOCs不易挥发,例如印版显影剂。

其它化学物品,如清洗溶剂,可能含有容易挥发VOCs。

显影剂、定色剂/定影剂的使用过程和清洗溶剂使用造成的排放。

印刷工艺

油墨、润版液、印刷机清洗剂、覆膜胶、上光油和地板清洗剂等。

虽然现在的耗材转向替代型产品,例如从矿物油油墨或溶剂型油墨转向植物油油墨或水性墨,实际上这些新型耗材仍含有VOCs。

目前在印刷过程中大量使用的溶剂型油墨,大约含有50%~60%的有机挥发性成份,再加上调油墨粘度所需的稀释剂,在印品干燥时,油墨所散发出来的挥发成份的总含量约为70%~80%。

1、润版液的使用造成的排放。

2、油墨及配套稀释剂的使用造成的排放。

3、热固性油墨烘干造成的排放。

印后加工

上光油、胶黏剂、覆膜溶剂、复合胶粘剂。

1、复合胶使用造成的排放。

2、覆膜过程中稀释剂使用造成的排放。

3、油性上光过程中的稀释剂使用造成的排放。

设备清洁

清洁印版、粘胶过程使用的煤油、汽油等有机类清洗剂造成的无组织排放。

废弃溶剂存放和处置过程

废弃油墨、稀释剂、清洗剂存放处置过程造成的无组织逸散。

1、印前加工中的VOCs排放源

印前工序中制版是产生VOCs的主要工段,包括:

胶片冲洗处理、彩色打样、印版冲洗处理和凹印版滚筒制版等工艺。

制版工艺中会用到显影液和感光液,显影液的主要成分为硫酸、硝酸及苯、甲醇、卤化银、硼酸、对苯二酚等,而且制版过程中的清洗过程用到了有机溶剂(过氯乙烯、环己酮、四氯乙烯、正丁醇等),因此该过程会释放VOCs。

但是制版过程中,有机溶剂的使用量较小,所以一般不作为VOCs主要排放源。

2、印刷过程中的VOCs排放源

印刷过程中的VOCs排放源包括油墨、润版液、印刷机清洗剂和地板清洗剂等。

(1)清洗剂

印刷机的部件必须经常清洗,以防积聚干涸的油墨和纸尘。

常用的清洗剂包括汽油、煤油、乙二醇醚、醇类、甲苯、己烷和特别配制的混合剂(洗车水)。

由于印刷工价偏低原因,现在仍然有许多印刷企业还在使用汽油、煤油作为油墨清洁剂,以此降低生产成本。

1)一般清洗剂

一般印刷机之橡皮布/滚轮以抹布沾清洗剂擦拭清洗时,清洗剂中的溶剂会挥发至空气中,而随着厂房的通风系统逸散至大气中,或被收集至废气控制系统加以处理。

滚筒上的胶布经过一段时间印刷或在换色后,通常由工人用沾上溶剂的抹布清洁,而他们为求方便,会把罐装清洁溶剂(一般不加盖)置于印刷机旁,致使挥发性化合物在工作地点挥发。

印刷机清洗剂是印刷工艺中挥发VOCs的主要源头之一,传统用的白电油、火水等,虽然清洁效果理想,但对印刷机的墨轮及胶布滚筒等有损害,现有部份印刷厂已渐使用环保洗车水替代。

2)汽油、煤油清洗剂

用汽油、煤油作清洗剂,会对周围环境造成相当大的危害。

有的企业无循环处理设备,员工将清洗过墨辊、橡皮布、墨斗等肮脏的汽、煤油乱倒、乱放,不仅造成VOCs的排放,并且还会污染土壤和水体。

另外,操作人员长期通过呼吸或身体接触,都会对健康造成一定的伤害(四乙铅中毒)。

油墨含有(如:

醇、酯、酮、苯类)等有害物质溶解在汽油、煤油中,也会对人体及周围环境造成相当大的危害。

3)洗车水

洗车水是专门用于清洗油墨的清洗剂,质量合格的洗车水与汽油、煤油相比,清洗效果好,安全性能高,并且对人体及环境的危害小,但是价格比较高。

虽然相对于汽油、煤油而言,洗车水既安全,污染又小,但并不等于洗车水是完美无缺的。

处于即用状态的洗车水一般是90%以上的水和洗车水原液配制的,洗车水原液的主要成分仍然是VOCs,这部分VOCs在使用过程中将全部挥发到空气中,由于企业每年的洗车水用量很大,所以洗车水造成的VOCs排放是印刷企业主要的VOCs排放源之一

(2)润版液

平版的印版需要以润版液润湿,使非印纹部分具有抗油性。

润版液是VOCs的来源之一,目前胶印印刷机上普遍采用的是酒精润版系统,主要成分是异丙醇(工业酒精,IPA)及磷酸,异丙醇可减少水的表面张力,相对于传统的普通润版液来说,这种润版方式可以大大减少水的用量,从而避免了由于水量较大引起的纸张变形和油墨的过量乳化。

并且可以加快印版中水的挥发,大大提升了印刷效果,使得鲜艳色彩得以轻松实现。

但是,由于异丙醇挥发后产生的气体会对人体造成有害的影响,是一种对环境、对人体均有害的化学品,因此减少异丙醇用量是一种必然的趋势。

一些国家已通过立法来限制异丙醇的使用,近期生产的卷筒纸印刷机中,基本上已经杜绝了异丙醇。

润版液中异丙醇的含量越高,则越多VOCs挥发至空气中。

为减低润版液的VOCs挥发量,部份印刷厂尝试使用低/无酒精润版液,效果满意。

(3)油墨

按印刷板式的不同,油墨主要分为凸版油墨、平版油墨、凹版油墨和孔板(丝网)油墨四大类。

印刷油墨由颜料、连结剂、溶剂、辅助剂组成。

油墨中的颜料有两种——无机和有机,两者均不溶于水和其它介质,并具鲜明色泽及稳定性。

有些无机颜料含铅、铬、铜、汞等重金属元素,具一定毒性,不能用于印刷食品包装和儿童玩具;

部分有机

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