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环境

第二章环境与健康

1.2环境致病因素

1.2.1概念

v人体与环境之间成动态平衡,人类具有调节自己的生理功能来适应环境变化的能力,即适应性,医学上称为“免疫反应”。

v人体的适应能力是有一定限度的,如果环境的异常变化不超过这个限度,人体是可以适应的。

v但是如果环境的异常变化超过人体正常生理调节的限度,则可能引起人体某些功能和结构发生异常,甚至造成病理性的变化

v这种能使人体发生病理变化的环境因素称环境致病因素。

1.2.3环境致病作用的特征

v影响范围广

v作用时间长

v作用途径多样

v污染物浓度变化大,作用复杂

v污染物的作用还与机体状态有密切关系

环境因素的联合作用

Ø相加作用additiveaction:

多种化学物同时存在时的毒效应为各化学物分别作用时毒效应的总和.(1+1=2)

Ø相乘作用potentiation:

多种化学物同时存在时的毒效应超过各化学物分别作用时毒效应的总和.(1+1>2)

Ø拮抗作用antagonisticaction:

多种化学物同时存在时的毒效应小于各化学物分别作用时毒效应的总和.(1+1<1)

Ø独立作用independentaction:

不同性质化学物质出现各自不同的毒效应.(11)

1.2.4主要作用

v1.急性作用

污染物一次大量或24小时内多次接触机体后,在短时内使机体发生急剧的毒性损害。

v2.慢性作用

污染物浓度较低,长期反复对机体作用时所产生的危害。

v3.远期作用

v4.间接效应

1.急性作用

特点:

急性中毒的毒物量大,毒性强,发病迅速

✄误服砒霜

✄煤气中毒——如何急救?

✄吸入高浓度硫化氢——闪电样死亡

2.慢性作用

v环境污染物造成的慢性损害更为常见

急性和慢性的划分主要取决于剂量-反应关系

毒物长期隐藏在组织内,其量逐渐积累,这种现象是蓄积。

某种毒物首先在某一器官中蓄积并达到毒作用的临界浓度,这一器官就被称为该毒物的靶器官。

3.远期作用

v1)致癌作用(carcinogenesis)

v2)致突变作用(mutagenesis)

v3)致畸作用

4.间接效应

v1)、温室效应(greenhouseeffect)

v2)、臭氧层(ozonosphere)破坏

v3)、酸雨(acidrain)

第二节典型环境疾病

2.1地方病

v概念:

发生在某一特定地区,同一定的自然环境有密切关系的疾病称地方病

v分类:

自然疫源性和化学元素性

▪自然疫源性:

病因为微生物和寄生虫,是一类传染性的地方病,如鼠疫、乙型脑炎、血吸虫病、疟疾等

▪化学元素性—地球化学性疾病

v由于地壳表面各种化学元素分布不均,造成某一地区的水和土壤中某种元素过多或不足,再通过食物和饮水作用于人体而引起的疾病。

v地方性甲状腺肿

v地方性克汀病

v克山病

v大骨节病

v地方性氟中毒

2.2公害病

v概念:

因环境污染而引起的地区性疾病

v特征:

✓是由人类活动造成的环境污染引起的疾患

✓有害健康的环境污染因素复杂

✓一般为长期陆续发病也可能是急性暴发型疾病,

✓属于新病种

1.3.3居室内的污染

v第一大类----化学污染:

主要来自装修、家具、玩具、煤气热水器、杀虫喷雾剂、化妆品、抽烟、厨房的油烟、涂改液、复印机打印机传真机的碳粉等等;

v第二大类----物理污染:

主要来自室外及室内的电器设备产生的噪声、光和建筑装饰材料产生的放射性污染等;

v第三大类----生物污染:

主要来自寄生于室内装饰装修材料、生活用品和空调中产生的螨虫及其它细菌等。

(洗衣机)

(一)化学污染——生活燃料污染

v主要污染物:

▪SO2、NOx、CO2、CO、悬浮颗粒物、多环芳烃、氟

▪油烟(亚硝胺、BaP)

(二)物理因素——嗓声、辐射

负离子

大气中的分子或原子在机械、光、静电、化学或生物能作用下能够发生电离,其外层电子脱离原子核,这些失去电子的分子或原子带有正电荷,我们称为正离子或阳离子。

而脱离出来的电子再与中性的分子或原子结合,使其带有负电荷,称为负离子或阴离子。

负离子对人体有哪些影响?

v神经系统——可使大脑皮层功能及脑力活动加强,精神振奋,工作效益提高,能使睡眠质量得到改善。

v心血管系统——有明显扩张血管的作用,达到降低血压的目的

v血液系统——负离子有使血液变慢、延长凝血时间的作用,能使血中含氧量增加,有利于血氧输送、吸收和利用。

v呼吸系统——提高人的肺活量,在玻璃面罩中吸入空气负离子30分钟,可使肺部吸收氧气量增加20%,而排出二氧化碳量可增加14.5%,故负离子有改善和增加肺功能的作用.

第三章重大环境问题

全球变暖原因:

温室效应的加剧

温室效应:

太阳发出的短波辐射透过大气层到达地面,使地表温度上升,发出长波辐射,大气中的温室气体对短波吸收很弱,而对长波辐射吸收很强。

因此地表从太阳辐射获得的热量相对多,而散失到大气层以外的热量相对少,地球表面的温度得以维持,这就是大气的温室效应。

温室气体:

二氧化碳、CFC11、CFC12、甲烷、氧化亚氮,一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、四氯化碳、

全球变暖可能产生的影响

1、冰川消融、海平面上升:

低地被淹,海岸被冲蚀,排洪不畅,海水倒灌等。

2、对生态环境的影响:

水资源危机加剧,沙漠化威胁增加,生物多样性减少、病虫害增等。

3、对农业的影响:

全球自然生态系统格局改变,有的更适合耕种,有的粮食减产等。

4、影响人类健康:

气候变暖有可能加大疾病危险和死亡率,增加传染病。

由昆虫传播的疟疾及其他传染病

联合国气候变化框架公约

v发达国家和发展中国家规定的义务以及履行义务的程序有所区别

▪公约要求发达国家作为温室气体的排放大户,采取具体措施限制温室气体的排放,并向发展中国家提供资金以支付他们履行公约义务所需的费用

▪而发展中国家只承担提供温室气体源与温室气体汇的国家清单的义务,制订并执行含有关于温室气体源与汇方面措施的方案,不承担有法律约束力的限控义务。

公约建立了一个向发展中国家提供资金和技术,使其能够履行公约义务的资金机制。

减缓全球变暖的对策

1、排放控制对策:

控制化石燃料消耗,以抑制CO2的排放

2、固定化对策:

使已生成的CO2变为其他物质,以防止其向大气中排放;

3、适应对策:

在已发生全球变暖的情况下,采取相适应的对策以使其影响降低到最小程度。

臭氧层破坏的危害

1、对人体健康的影响:

白内障、皮肤病、破坏DNA等

2、对陆生植物的影响:

产量和质量下降,间接影响

3、对材料的影响:

加速老化、油漆褪色

4、对水生生态系统的影响:

降低生产力,影响幼体

(三)酸沉降

☞概念:

大气中的SOx和NOx经过一系列复杂的化学变化后,产生的酸性化合物的沉降。

包括湿沉降和干沉降。

☞湿沉降指的是pH值小于5.6的降水过程,包括酸性雨、雪、雾、露和霜等;

☞干沉降包括酸性气体、气溶胶及颗粒物。

☞酸雨的分布:

欧洲、北美、中国

酸雨的危害

(1)对水生生态系统的影响

(2)导致土壤酸化、森林退化

(3)腐蚀建筑物及名胜古迹

(4)威胁人类健康

水资源危机

▪定义

▪可利用水或供水出现不能满足维持正常生活、生产以及自然生态系统平衡的需求状况

▪联合国给出的定义

▪水资源的开发利用率大于20%就是水资源危机状态,超过50%严重水资源危机(我国:

19%;淮河:

86%)

▪分类

▪缺水型水资源危机是指水资源量不足,引发供水危机;

▪污染型水资源危机(水质性缺水)是指水体污染引起水功能下降,影响了水的开发利用,

带来水资源供给不足。

“有水不能用”

(五)土地退化和荒漠化(地球的癌症)

荒漠化是由于气候变化和人类不合理的经济活动等因素,使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生了退化

✓土地荒漠化的成因

Ø自然因素主要是指异常的气候条件,特别是严重的干旱条件,由此造成植被退化,风蚀加快,引起荒漠化。

Ø人为因素主要指过度放牧、乱砍滥伐、开垦草地并进行连续耕作等,由此造成植被破坏,地表裸露,加快风蚀或雨蚀

思考:

分析楼兰古城兴衰的原因?

兴:

(1)塔里木河带来丰沛的水源(上游有大量冰雪融水和山地降水补给)

(2)大片胡杨树保护当地的生态环境

衰:

楼兰的消失和罗布泊的干涸

(1)自然原因:

深居内陆,降水少,温带荒漠广布,容易引起沙漠扩张。

(2)人为原因:

过度放牧,导致植被破坏,水源减少;盲目垦荒,农业用水量加大,导致塔里木河流量锐减,大片胡杨树枯死;乱砍滥伐,砍伐胡杨树,毁林开荒。

2、防治沙漠化的关键技术

●沙漠增水技术--海水淡化

●雾中取水

●引海水入沙漠,在沙漠中建立海水湖泊,增加大气湿度,降低温度

●防止沙漠移动技术:

植树造林

●节水技术与土地利用技术:

节水灌溉、温室种植

●开发地下资源、旅游资源、太阳能资源等,弥补沙漠化治理经费的不足

(六)生物多样性减少

1概念:

生物多样性是指植物、动物和微生物的纷繁多样性及它们的遗传变异与它们的生存环境的总称,包括所有不同种类的动物、植物和微生物以及它们所拥有的基因、它们与生存环境所组成的生态系统。

2生物多样性的主要组成

ø遗传多样性

ø物种多样性

ø生态多样性

(七)有毒、有害化学品污染

有毒有害化学品是指进入环境后以通过环境蓄积、生物蓄积、生物转化或化学反应等方式损害健康和环境,或者通过接触对人体具有严重危害和具有潜在危险的化学品。

第一章绪论

1、环境与环境科学

(一)环境

✓环境的概念与定义;环境系统组成;环境要素;环境的分类;环境结构;环境容量与环境自净

(二)环境科学

✓环境科学的产生与发展;环境科学的研究对象与任务;环境科学的学科系统

2、环境问题

✓当前环境问题的主要特点;世界环境面临的主要问题

3、环境保护

✓环境保护运动的发展;环境意识;保护环境是我国的一项基本国

1.2环境系统组成

1环境要素:

概念—基本结构单元:

自然环境要素(大气、水、土壤和生物)和

社会环境要素

2环境的分类自然环境(大气环境、水环境、地质环境和生物环境)和社会环境(社会环境、农业环境、工业环境、文化环境、医疗修养环境)

3环境结构的特点:

圈层性(垂直方向:

岩石圈、水圈、大气圈、土圈、生物圈)、地带性(水平方向)、节律性(昼夜,四季)、等级性(食物链)、稳定性和变异性(自我调节)

4环境效应

●概念:

环境效应就是自然过程或人类活动中,各物质间通过物理、化学和生物在环境诸要素的综合影响下,对环境系统结构和功能上所造成的变化。

●按起因划分分为自然环境效应(地能:

火山爆发、地震等,太阳能:

面部灼烧,洪灾)和人为环境效应。

●按变化划分为:

环境生物效应、环境化学效应、环境物理效应

1、尽量乘坐公交车辆

2、请用布袋购物

3、拒绝一次性用品

4、简单装修房屋

5、反对笼养鸟

6、分类回收垃圾

7、优先购买绿色产品

8、及时举报破坏环境的行为

9、使用无氟冰箱

10多用肥皂少用不用洗涤剂

第四章环境污染防治技术

(一)水体污染

Ø水体的概念

在环境科学领域中,水体不仅包括水、而且还包括水中的悬浮物、溶解物质、底泥及水中生物等。

区别“水”与“水体”的概念

Ø水体污染的概念

指排入水体的污染物使该物质在水体中的含量超过了水体的本底含量和水体的自净能力,从而破坏了水体原有的用途,影响了水的有效利用,危害人体

(二)水中主要污染物

无机无毒物

▪颗粒状的污染物质

•来源:

砂粒、土粒及矿渣等。

•危害:

降低光的穿透能力、对鱼类产生危害、吸附水中污染物并随水流迁移。

▪酸、碱、无机盐类的污染物质

•来源:

矿山排水及工业废水等。

•危害:

改变水体的pH,破坏水生生态,使水质恶化,危害渔业生产。

▪氮、磷等植物营养物

•来源:

主要来自农业施肥、农业废弃物、城市生活污水和某些工业废水。

•危害:

水体富营养化。

※无机有毒物

▪氰化物

来源:

主要来源于电镀废水、煤气洗涤冷却水、化工厂的含氰废水、黄金工业的浸金溶剂(2000年罗马尼亚的死亡之水)等。

危害:

氰化物是剧毒物质,对许多生物有害,甚至造成死亡。

▪砷

来源:

主要来源于工业废水,如化工、有色冶金、造纸、皮革、火电等。

危害:

可致死,且有致癌作用。

▪重金属

来源:

主要来源于化石燃料的燃烧、采矿和冶炼等行业。

危害:

不能被生物降解,可在生物体内累积,造成急性、慢性中毒等严重后果。

✓国际上公认的六大毒物:

非重金属的氰化物、砷化物及重金属中的汞、镉、铬、铅

※有机无毒物(需氧有机物)

✓来源:

主要来自生活污水、牲畜污水以及屠宰、肉类加工等食品行业和制革、造纸、印染等工业废水。

✓类型:

碳水化合物、蛋白质、脂肪等

✓危害:

主要在于对渔业水产资源的破坏。

有氧条件下溶解氧耗尽,水生生物死亡

无氧条件下硫化氢、硫醇和粪臭素等臭味气体产生

※有毒有机物

✓来源:

主要来自石油化学工业的合成生产过程及有关的产品使用过程。

✓类型:

有机氯农药、合成洗涤剂、合成染料、酚类化合物、取代苯类化合物、多氯联苯类、稠环芳烃类等等

✓特征:

☐比较稳定,不易被微生物分解(DDT、六六六),可以在生物体内高度富集;

☐有害于人类健康,具有三致作用,甚至导致死亡。

※其它污染物

Ø放射性污染:

主要来自核武器的试验,放射线辐射对生物有三致作用。

Ø生物污染物:

主要来自动物和人的粪便

Ø热污染:

主要来源于工矿企业排放的冷却水,热污染破坏水体的生态并影响水体的使用价值:

-直接杀死某些生物(鳟鱼)

-有毒物毒性增加

-溶解氧下降

(三)水体自净

✓概念:

水体能在其环境容量的范围以内,经过水体的物理、化学和生物的作用,使排入水体的污染物质的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流动的过程中自然降低,恢复原有的生态平衡,这个过程称为水体的自净作用。

✓作用机制

▪———自然净化

▪物理作用(浓度降低,总量不减):

稀释、沉淀、扩散(强)

▪化学作用:

日光、氧气等对污染物的分解、酸碱反应(弱)

▪生物作用:

生物降解(强)

(四)污水的水质指标

生化需氧量(BOD)

表示在有氧条件下,好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离态氧的数量,常用单位为mg/L。

但生化需氧量不能反应微生物不能降解的有机物的量。

世界各国均以5天作为测定BOD的标准时间,所测得的数值以BOD5表示

化学需氧量(COD)

指在一定条件下,水中各种有机物与化学强氧化剂作用时所消耗的氧化剂的量,以氧量mg/L表示。

重铬酸钾耗氧量CODCr和高锰酸钾耗氧量CODMn或OC

一般来说CODCr>BOD20>BOD5;CODCr>CODMn。

根据BOD/COD的比值可以初步评介污水的可生化性。

BOD/COD

0.3可生化性很差,不适合于用生化处理方法。

总有机炭(TOC)水样中所有有机污染物含炭量

总需氧量(TOD)

有机物(C、H、N、S)被全部氧化时需氧量(燃烧化学反应)

溶解氧(DO)溶解于水中的分子氧(以mg/L为单位)

(六)水污染控制标准

(1)地表水环境质量标准

保护地面水体免受污染。

适用于江、河、湖泊、水库等具有使用功能的地面水域。

《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)

Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区;

  Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;

  Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;

  Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;

  Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

(七)废水处理的基本方法

废水处理的基本任务是采用各种方法将废水中的污染物分离出来,或将其转化为无害的物质,从而使废水得到净化。

1.废水处理方法的分类:

(1)按照废水处理的作用原理分类

物理法、化学法、物理化学法、生物法

物理法

处理对象:

悬浮物

处理方法:

a沉淀(重量)b格栅(尺寸)

c过滤(尺寸)d气浮(表面张力)

e离心分离(重量)

g高梯度磁分离技术(磁性)

化学法、物理化学法

处理对象:

溶解性污染物质或胶体物质。

处理方法:

a混凝b中和

c氧化还原d电解

e萃取f吸附

g离子交换h膜分离

生物法

新陈代谢:

微生物不断从外界环境中摄取营养物质,通过生物酶催化的复杂生化反应,在体内不断进行物质转化和交换的过程。

分解代谢:

分解复杂营养物质,降解高能化合物,获得能量

合成代谢:

通过一系列的生化反应,将营养物质转化为复杂的细胞成分,机体制造自身。

利用微生物氧化分解有解物这一功能,并强化这一过程,去除废水中胶体和溶解性有机物的方法。

A、好氧生物处理法(如活性污泥法、生物膜法、氧化塘等)

B、厌氧生物处理法

中水回用应满足下列要求:

①对人体健康不应产生不良影响;

②对环境质量和生态系统不应产生不良影响;

③对产品质量不应产生不良影响;

④应符合应用对象对水质的要求或标准;

⑤应为使用者和公众所接受;

⑥回用系统在技术上可行、操作简便;

⑦价格应比自来水低廉;

⑧应有安全使用的保障。

▪废水处理程度的分级

●一级处理——预处理或前处理;

●二级处理——生物处理;

●三级处理——深度处理

▪一级处理:

●去除效果:

EBOD35%,ESS60%

●功能:

1)去除大颗粒状有机物,以减轻后续生物处理的负担;

2)调节水量、水质、水温等,有利于后续的生物处理。

●主要方法:

一般为物化法,如:

沉砂、沉淀、气浮、除油、中和、调节、加热或冷却等

▪二级处理:

●去除效果:

EBOD85~90%,ESS90%

●功能:

大量去除胶体状和溶解状有机物,保证出水达标排放

●方法:

各种形式的生物处理工艺

▪三级处理:

●目的:

进一步去除二级处理出水中残存的SS、有机物,或脱色、杀菌,或脱氮、除磷——防止水体富营养化

●方法:

物化法——超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒等;

生物法——生物法脱氮除磷,等

大气污染与控制

二大气污染物及来源

●大气污染

按照国际标准化组织(1SO)作出的定义:

大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。

 

大气污染物的来源

1、工业污染源

①工业用燃料燃烧

②工业生产过程排放的废气

类型:

煤烟、粉尘、有机无机化合物

特点:

排放源集中、浓度高、变化大

2、农业污染源

农用机械燃料燃烧、农药和化肥的使用。

特点:

排放源分散

3、生活污染源

民用炉灶及取暖锅炉、焚烧城市垃圾、城市垃圾的堆放

特点:

分布广、量大、排放高度低

4、交通运输

车辆行驶产生的扬尘和排放的汽车尾气,轮船、机车燃料燃烧排放的烟尘。

●主要大气污染物

 天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是人为污染物。

依照污染物存在的形态,分为颗粒污染物与气态污染物。

1、气溶胶污染物(颗粒污染物)

(包括进入大气的固体或液体粒子),按其物理性质,可以分为粉尘(粒径1-200µm)、烟(粒径<1µm)和雾(粒径1-100µm)。

颗粒污染物按颗粒粒径可分为:

降尘粒径大于10μm,尘粒、粉尘

飘尘粒径小于10μm,粉尘、烟尘

粒径小于1µm的颗粒在大气中作布朗运动。

●总悬浮颗粒物(TSP):

指能悬浮在空气中,空气动力学当量直径<100μm的颗粒物。

●可吸入颗粒物(PM10):

指能悬浮在空气中,空气动力学当量直径<10μm的颗粒物。

2、气态污染物

(1)含硫化合物SO2、SO3和H2S等。

(2)含氮化合物NO、NO2、NH3等。

(3)碳氧化合物CO和CO2。

(4)碳氢化合物有机废气。

(5)卤素化合物含氯和含氟化合物。

3、一次污染物与二次污染物

污染源直接排入大气未发生性质改变的污染物称为一次污染物,一次污染物之间或一次污染物和大气原有组分发生化学反应后生成的新的污染物称为二次污染物。

伦敦型烟雾:

以煤为原料,大气中的烟尘、SO2,与水蒸气混合并发生化学反应所生成的烟雾,称为硫酸烟雾,也称伦敦型烟雾。

洛杉矶型烟雾:

以石油为能源,排入大气的一次污染物,在太阳紫外线的作用下发生光学反应,参与光化学反应的一次和二次污染物的混合物,所形成的烟雾污染称为光化学烟雾,也称洛杉矶型烟雾。

工业型烟雾:

兰州西固地区

四大气污染治理技术简介

●4.1颗粒污染物

从烟尘中将颗粒污染物分离出来并加以捕集回收的过程称为除尘。

实现上述过程的设备装置称为除尘器。

除尘装置的分类

依照除尘器除尘的主要机制可将其分为机械式除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、静电除尘器等四类。

●4.2气态污染物

依据物质的化学和物理性质,采用不同的治理。

1、燃烧法

2、吸收法

3、吸附法

4、冷凝法

5、催化转化法

固体废弃物处理与处置

固体废物的概念

指在生产建设、日常生活和其它活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。

它主要包括工业固体废物、农业固体废物、城市生活垃圾和废水处理污泥等。

◆在生产过程中产生的固体废物俗称废渣(residue)

◆在生活活动过程中产生的固体废物则称为垃圾(refuse)。

◆不能排入水体的液态废物和不能排入大气的置于容器中的气态废物,由于大多具有较大的危害性,在我国被归入固体废物管理体系。

二固体废物的处理与处置

固体废物污染防治的“三化”原则:

(1)无害化

(2)减量化(3)资源化

固体废物的处理方法

1物理法

(1)压实技术

利用外界压力作用于固体废物,使其容重增大、体积减小,以便降低运输成本、延长填埋场寿命的预处理技术。

(2)破碎技术

利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程

具体方法:

主要有挤压破碎、剪切破碎、冲击破碎

(3)分选技术

(4)脱水和干燥

2化学法

破坏固体废物的组成和结构,使固体废物发生化学转换而回收其中物质和能源的一种资源化方法,包括煅烧、焙烧、烧结、溶剂浸出、热分解、焚烧、电力辐射等。

由于化学反应条件复杂,影响因素较多,故化学处理方法通常只用在所含成分单一或所含几种化学成分特性相似的废物资源化方面。

对于混合废物,化学处理可能达不到预期的目的

3生物法特点

(1)堆肥化

(2)沼气化(3)废纤维素糖化技术(4)细菌浸出(生物淋滤)

4热处理

热处理是通过高温破坏和改变固体废物组成和结构,使废物中的有机有害物质得到分解或转化处理,同时达到减容、无害化或综合利用。

热处理方法包括焚烧、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结等。

5固化处理

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