硫酸泉有什么特点?
人们喜欢用泉水洗衣服,但如果你用硫酸泉的泉水洗衣服的话,衣服特别容易破烂,这是因为硫酸泉有一定的腐蚀性。硫酸泉位于四川省丹巴城西北6公里的金川乡日坡村,处于大渡河左侧谷坡脚下。泉水显露于丹巴背斜轴部的一条自北向西的冲断层上,海拔高度2000余米,水温为摄氏19度,属低温泉,流量为1.828升/秒。水无色而透明,其主要化学成分有钙、镁离子、二氧化硅、锰等;水质为硫酸钙镁型,其味苦涩,具轻微腐蚀性。就泉水化学成分而言,硫酸根含量突出。按该泉水的流量推算,每秒泉水携出硫酸根总量可达1.23克。如果将这些硫酸回收,就相当建一座日产硫酸106.3公斤,年产硫酸38.8吨的硫酸制造厂。
硫酸泉的成因,是因为该地区的泥盆系中,上统地层大理岩中共生石膏,经冲断层错动而破碎,不断溶解于地下深部水中。故大量的硫酸根、钙离子溶于地下水后,随地下水的远移,泄出地表,即为硫酸泉。
温泉的形成温泉的形成,一般而言可分为两种:一种是地壳内部的岩浆作用所形成,或为火山喷发所伴随产生,火山活动过的死活山地形区,因地壳板块运动隆起的地表,其地底下还有未冷却的岩浆,均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中,因此只要附近有孔隙的含水岩层,不仅会受热成为高温的热水,而且大部份会沸腾为蒸气。多为硫酸盐泉。 二则是受地表水渗透循环作用所形成。也就是说当雨水降到地表向下渗透,深入到地壳深处的含水层形成地下水,(砂岩、砾岩、火山岩、这些良好的含水层)。地下水受下方的地热加热成为热水,深部热水多数含有气体,这些气体以二氧化碳为主,当热水温度升高,上面若有致密、不透水的岩层阻挡去路,会使压力愈来愈高,以致热水、蒸气处于高压状态,一有裂缝即窜涌而上。热水上升后愈接近地表压力则逐渐减少,由于压力渐减而使所含气体逐渐膨胀,减轻热水的密度,这些膨胀的蒸气更有利于热水上升。上升的热水再与下沉较迟受热的冷水因密度不同所产生的压力(静水压力差)反复循环产生对流,在开放性裂隙阻力较小的情况下,循裂隙上升涌出地表,热水即可源源不绝涌升,终至流出地面,形成温泉。在高山深谷地形配合下,谷底地面水可能较高山中地下水位低,因此深谷谷底可能为静水压力差最大之处,而热水上涌也应以自谷底涌出的可能性最大,温泉大多发生在山谷中河床上
一般说来,温泉的形成需具下列三条件:
(一)地下必须有热水存在;
(二)必须有静水压力差导致热水上涌;
(三)岩石中必须有深长裂隙供热水通达地面。
台湾处于环太平洋地震带上,位于欧亚和太平洋两大板块之间,即是火山活动相当发达的地形之一,因此造就了台湾的三大火山系统->大屯火山系(基隆火山、龟山岛)、东部海岸山脉以及澎湖群岛区但大多数火山皆为死火山,由于地底深处尚有未冷却的火山岩桨继续流窜,地热也致使台湾的温泉分布及活动相当的活跃,因此火山区域内往往可以发现温泉与喷气孔。火山型温泉的硫化物需遇热才会大量溶解于水中,形成「硫酸泉(石膏泉,俗称为硫磺泉)」与「盐酸泉」。另外一种主要系统,则是为贯穿全岛的中央山脉两侧,此区的温泉数量几占全台八成以上,属于变质岩和沉积岩,由于含有丰富的碳酸氢离子,与岩石中的纳、镁、钙、钾矿物质作用而成的「碳酸泉」,因此多为中性或碱性。
泉口温度显著地高于当地平均气温而又低于(等于)45℃的地下水天然露头叫温泉。温泉的最高水温可达70摄氏度以上。
我国天然矿泉水资源丰富,类型俱全,为开发利用提供了有利的资源保障前提条件。据统计,全国已发现或经勘查评价的矿泉水点有近3000处,以偏硅酸泉、锶泉、锶硅酸泉居多,其次是硅酸泉或硅酸碳酸泉,还有锌泉、碘泉、锂泉、硒泉、溴泉等。既有单一类型,也有众多的复合型矿泉水。从分布区域看,在全国各省、自治区、直辖市都有分布,但主要分布在东部的广东、山东、河北、吉林、四川、福建、黑龙江等省区。下面选取几个矿泉水资源丰富的省区简要介绍其分布(王桂清,2002)。
广东省是我国矿泉水资源蕴藏丰富的省份,由于境内特定的地质环境,多期岩浆、变质作用与断裂活动频繁,岩浆岩、变质岩广泛发育,又处在亚热带气候条件下,地质环境中的岩石矿物多不稳定,易被深循环地下水溶解而成为矿泉水中的特殊组分和微量元素的来源,新构造运动活跃的断裂带与各期岩体接触带常常是矿泉水最佳的运移富集场所。该省已查明的矿泉水80%都分布在这一特定地质环境中。该省矿泉水类型多,经过评审鉴定的符合《饮用天然矿泉水》(GB8537—2008)国家标准的产地达212处,其中碳酸型矿泉有10个,偏硅酸型矿泉187个,锶矿泉15个,锌矿泉6个,医疗用氯化钠矿泉2个,氡矿泉1个。
到2000年,湖南省已通过省级和国家级技术评审鉴定的饮用天然矿泉水共83处,其中偏硅酸矿泉水47处,锶矿泉水10处,复合型矿泉水18处,其他类型8处。已发现各类型医疗矿泉水167处,其中硅酸泉67处、淡温泉41处、氡泉18处,其他碳酸水、锶水、氟水、重碳酸泉、硫酸泉及复合类型医疗矿泉水48处,分布在13个地市,44个县(徐水辉,2003)。
黑龙江省是我国北方蕴藏矿泉水比较丰富的省份之一。目前已经经过评审鉴定的天然矿泉水产地103处,已发现饮用天然矿泉水有以下类型,含锶、偏硅酸、碘、溴、锂、锌、碳酸、重碳酸矿泉水,复合型有锶硅酸型、锶硅酸重碳酸盐型、锶硅酸重碳酸盐碳酸型、锶硅溴碘氯化物重碳酸型、锶溴碘氯化物重碳酸型。还有医疗矿泉水7处,属于碳酸泉、铁质重碳酸盐碳酸泉、铁质重碳酸盐泉、氟泉、氯化物重碳酸盐泉、氡泉。在这些类型中以硅酸或锶硅酸矿泉水为最多,偏硅酸含量为20~40mg/L,锶含量为0.05~4.6mg/L。在山间盆地丘陵区有矿泉水溢出,自流量15~300m3/d,在山间盆地人工钻井涌水量100~1000m3/d,在平原区井(泉)涌水量500~1000m3/d。其次是碳酸重碳酸盐矿泉水,以在全国享有盛名的五大连池泉群为典型,其游离CO2含量高达1.7~2.6g/L,Fe2+含量26.8~32.5mg/L,矿化度为0.8~0.9g/L,水化学类型为HCO3-Mg·Ca型(王桂清,2002)。
于庆河
(新疆维吾尔自治区国土资源厅地质环境处,乌鲁木齐,830001)
摘要 本文系统论述了新疆维吾尔自治区存在的主要环境地质问题,有突发性地质灾害、土地沙漠化、土地盐渍化和其他环境地质问题等,并分析总结了发育分布特征。在此基础上分别对这些环境地质问题提出了防治措施。可供从事相关工作单位人员参考。
关键词 新疆 主要环境地质问题 防治措施
新疆维吾尔自治区位于我国西部边陲,面积166.49万平方千米。全疆地形地貌总轮廓是“三山夹两盆”,即阿尔泰山、天山、昆仑山环绕准噶尔、塔里木两大内陆盆地。2002年全区共有人口1905.19万人,主要分布在盆地边缘的绿洲地带。新疆地域辽阔,山脉连绵起伏,地形高差悬殊,新构造运动强烈,气候和自然环境复杂多变。随着西部大开发战略实施,人类工程活动的增强,突发性地质灾害、沙漠化、盐渍化等环境地质问题已越来越突出,直接影响了国民经济持续发展和社会安定。从现在起,到2020年是自治区全面实现小康社会、经济快速发展时期,为合理开发利用资源,保护环境,促进自治区的经济社会全面、协调、可持续发展,研究并解决环境地质问题是十分必要的。
1 环境地质问题发育分布特征
1.1 突发性地质灾害
新疆有记载的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷地质灾害共发生了520起,造成990人死亡,49人受伤,直接经济损失3亿多元。1998~2003年,新疆共发生突发性地质灾害294起,因灾死亡66人,直接经济损失1.79亿元。目前已调查的地质灾害隐患点有1692个,其中,威胁人数在3人以上,潜在经济损失在10万元以上的隐患点1013个,威胁人数29127人,威胁资产5.4亿多元。
1998~2003年发生滑坡灾害241起,占81.97%,造成48人死亡,占总死亡人数的72.73%,直接经济损失1.18亿元,占总直接经济损失的66.07%;泥石流灾害37起,占12.59%,死亡14人,占21.21%,直接经济损失0.6亿元,占33.27%;崩塌灾害10起,占3.48%,死亡3人,占4.55%,直接经济损失58万元,占0.32%;地面塌陷灾害6起,占2.04%,死亡1人,占1.51%,直接经济损失61万元,占0.34%。
1998~2003年灾情最重的地区为伊犁州,发生灾害232起,占78.91%,死亡51人,占77.27%,经济损失1.17亿元,占65.17%。灾害发生的时间主要集中在每年的4~7月份。
突发性地质灾害在地域上主要发育分布于阿尔泰山、天山、昆仑山与塔里木盆地、准噶尔盆地相间的中低山丘陵区。其中,崩塌主要分布在山区交通沿线的陡坡、矿山边坡和自然斜坡的陡崖地段;滑坡主要分布在第四系松散堆积物组成的中低山高陡斜坡区,以伊犁谷地黄土型滑坡最为典型;泥石流主要沿中低山区的河流、沟谷发育;地面塌陷主要分布在低山丘陵区的采煤工程分布区。突发性地质灾害在具有汛期高发,其他时间时有发生,全年呈正态分布的特点,年际具有与大气候特征相对应的周期性变化规律。
1.2 土地沙漠化
新疆土地沙漠化范围分布广,主要沿塔克拉玛干和古尔班通古特两大沙漠周边分布,除盆地绿洲中部和沙漠区以外,均存在不同程度的土地沙漠化,而且还在不断扩大。20世纪70年代和90年代,全疆土地沙漠化面积分别为63627.9km2(其中重度沙漠化面积14553.9km2,中度沙漠化面积11349.6km2,轻度沙漠化面积37724.4km2)和92941.5km2(其中重度沙漠化面积20979.5km2,中度沙漠化面积25043.1km2,轻度沙漠化面积46918.9km2)。20年间,土地沙漠化面积扩大了29313.6km2,平均每年有1465.68km2的土地向沙漠化演变。土地沙漠化造成了土地资源减少、生产力降低、生产成本增加、毁坏建筑设施、恶化生态环境等,给当地经济社会全面、协调和可持续发展带来了多方面的危害。
1.3 土地盐渍化
土地盐渍化主要分布于山前倾斜平原的扇缘带、冲洪积平原溢出带、大河流域冲积三角洲平原的下部、冲积平原的下游地带。即沿着塔里木和准噶尔盆地倾斜平原地下水溢出带以下,至盆地沙漠边缘地带发育分布。土地盐渍化是造成农业落后,单产水平低,土地弃耕的重要原因,同时,对交通、建筑物等危害也十分严重。新疆绿洲灌溉农业经过50多年的发展建设,已经形成相对配套完善的灌溉排水系统,在改良盐渍土防治土地次生盐渍化方面取得了丰富的经验,形成了较成熟的土地次生盐渍化防治方法,次生盐渍化逐渐得到控制,盐渍化面积在不断减小,程度在不断减轻。20世纪70年代,新疆土地次生盐渍化面积115729.4km2,其中重度盐渍化面积6535.5km2,中度盐渍化面积29957.2km2,轻度盐渍化面积79236.7km2;20世纪90年代,新疆土地次生盐渍化面积为97066.2km2,其中重度盐渍化面积6608.2km2,中度盐渍化面积20232.1km2,轻度盐渍化面积70225.9km2;至20世纪初,新疆土地次生盐渍化面积减少到93986.87km2。30年来,土地次生盐渍化面积减少了21742.53km2,平均每年减少725km2。
1.4 其他环境地质问题
1.4.1 煤层自燃
新疆九大煤田几乎都有火区存在,主要分布于准噶尔盆地南、东缘、焉耆盆地、吐哈盆地、伊犁谷地、塔里木盆地北缘等煤田,总面积135.13km2,涉及9个地区28个县(市)42个火区。火区面积大、灾情重,其中尤以准南和准东煤田最甚。
截至2003年,全疆42处火区中,已治理灭火6处,2处古火区已自然熄灭,面积全计为37.94km2,目前仍在自燃的火区有34处,面积97.19km2,其中明火区面积8.26km2。
煤层自燃造成的危害极大,主要表现为对资源造成巨大浪费(每年因煤层自燃损失煤炭3000t,累计已损失煤炭资源储量31亿t),污染环境(自燃产生大量的硫化氢和二氧化碳等有害气体),影响矿山生产和烧毁草场、破坏植被等。
1.4.2 地方病
由于新疆闭流水系发育,部分流域水文地球化学元素交替缓慢和积累过剩,形成了地域性的高氟、高盐、高砷、高硫酸盐、高硬度、低碘等地下水化学环境,使新疆地球化学地方病多发,主要有地甲、地克病、地氟病、地砷病及伽师病等,受影响的人员达数百万。
1.4.3 区域地下水水位下降与泉流量减少
区域地下水水位下降与泉流量减少主要是由过量开采地下水造成。新疆区域地下水水位下降主要分布在经济较发达的天山北麓和吐哈盆地,这些地区地下水开采程度较高,平均达60%以上,个别地区可达80%,甚至已经超采,如乌鲁木齐市和哈密市。
地下水超采除引起区域性地下水水位下降外,还引起泉流量减少。新疆平原泉水流量已从20世纪80年代的58.466亿m3/年,减少至1999年的17.345亿m3/年,减少了约70%。
1.4.4 地下水污染
新疆地下水总体质量较好,以未污染为主,个别地区有轻度污染,但范围不大,中、重度污染仅以点状出现在较大城市工业区。污染的主要原因是工业废水、生活污水的任意排放和大量施用化肥等。
2 防治措施
2.1 突发性地质灾害防治
坚持“以人为本”,以人与自然和谐发展为主线,以地质灾害防治机制和体制改革为保障,以最大限度地减轻人员伤亡和经济损失为目的,加强地质灾害防治能力建设,全面提升地质灾害的防灾减灾水平,有效遏制地质环境恶化。将地质灾害防治与经济社会发展紧密结合,处理好长远与当前、整体与局部的关系,促进经济、社会、资源和环境的协调统一,为自治区国民经济持续、稳定、健康发展服务。
2.1.1 “以人为本”,确定防治重点
地质灾害防治要把人民生命安全放在首位,将受地质灾害威胁的城镇、人口集中居住区、风景名胜区、大中型工矿企业所在地作为地质灾害防治的重点。加大地质灾害防治知识的宣传普及力度,提高公众防灾意识和能力,最大限度地减少地质灾害造成的人员伤亡和经济损失。
2.1.2 预防为主、避让与治理相结合
加强地质灾害防治法制建设和监督管理,加强地质灾害调(勘)查,建立健全地质灾害监测预警系统和信息系统,将消极被动的应急避灾变为积极主动的防灾减灾,使地质灾害防治实现良性循环。在地质灾害调查与区划工作基础上,研究地质灾害发生发展机制,防止地质灾害特别是因工程建设等人为引发的地质灾害的发生,充分发挥各级政府的主导作用,调动社会和广大公众的积极性,从实际出发,因地制宜,讲究实效,加强预测预报,注重合理避让,选择重点治理。
2.1.3 统筹规划、突出重点、分步实施、全面推进
综合考虑自治区南、北疆地质灾害特点和社会经济发展水平,进行统一规划,分阶段实施。重点抓好对人民生命财产和交通干线、重点水利电力工程等基础设施有严重危害的地质灾害的防治,力争在短时间内有所突破,带动和推动自治区地质灾害防治工作。抓紧地质灾害多发县(市)地质灾害调查与区划及防治规划工作,集中资金优先安排基础性调查、勘查、监测和重要地质灾害隐患点的治理,做到近期与长远相结合,重点防治与区域环境保护相结合。
2.1.4 “谁引发、谁治理,谁受益、谁出资”
因工程建设等人为活动引发的地质灾害,按照谁引发、谁治理的原则由责任单位承担治理责任和治理费用;对自然因素造成的地质灾害,确实需要治理的,在县级以上人民政府的领导下,由本级人民政府国土资源主管部门组织治理。同时,多渠道筹措资金,加大防治投入力度,逐步建立适应社会主义市场经济的社会化防治体系。
2.1.5 依靠科技进步与创新,提高地质灾害防灾减灾的能力和水平
应用新理论研究地质灾害发生和演变规律,采用“3S”(全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感系统)等新技术、新方法防治地质灾害。建立群测群防、群专结合的监测预警体系,全面提高防灾、减灾的能力和水平。
2.1.6 加强领导,落实责任
各级地方人民政府应对辖区内人民生命财产安全全面负责,高度重视地质灾害防治工作,建立健全地质灾害防治工作目标责任制,将地质灾害防治工作列入政府年度工作计划、经费列入预算。
2.2 土地沙漠化防治
(1)增加水资源供给、减少盲目开荒、杜绝滥砍乱伐,实施退耕还林、还草是防治沙漠化的关键,因此减少河流中、上游地表水引水量,加大下游地表水径流量,保证植被生长用水,恢复植被,遏制沙漠化发展。
(2)合理规划,禁止盲目毁林、毁草开荒,杜绝进一步樵采、砍挖和过度放牧,使绿州外围荒漠植被尽快恢复,防治沙漠化扩展。
(3)开展植树造林,退耕还林还草,以“三北”防护林体系为主体,建立绿州外围的人工防护林防线及绿州内部的农田防护林网,绿州外围建立荒漠林保护区,对沙漠化危害严重的道路,采取工程治理措施。
(4)通过封育、营造植物等手段,建立人工植被或恢复天然植被等生物措施和建立立体棚栏(墙、障)、引水冲沙造田等工程措施,控制沙漠化(新疆目前使用的有草方格沙障、尼龙网膜棚栏沙障和防风墙,主要用于公路和铁路),同时,加强水土资源科学合理开发利用,改善生态环境。
2.3 土地盐渍化防治
(1)水利措施。在流域地表水、地下水资源统一调配,科学合理开发利用的前提条件下,通过提高扇缘、溢出带及细土带渠系防渗系数,减少渠系渗漏补给量,使地下水位不至于持续上升,同时,采用井灌井排、渠排等措施,达到治理土壤次生盐渍化的目的;另外可以通过改变灌溉方式,变大水漫灌、明渠排水为竖井排灌,降低地下水位从而达到防治土壤次生盐渍化的目的。
(2)生物措施。通过大地园林化、造林治盐,牧草绿肥、培肥改良,增施有机肥、推广秸秆还田,平整土地、精耕细作和多种覆盖等生物技术措施改良土壤,防治土地盐渍化。
(3)化学措施。对于碱化土和苏打土除采用常用的盐渍化改良措施外,还需施用如石膏、风化煤和腐殖酸铵等化学改良剂进行土壤改良。
2.4 其他环境地质问题防治
(1)煤层自燃。主要采取打钻注水、注浆或黄土、沙土覆盖以及打钻注水注浆与覆盖联合等方式进行治理。截止目前,新疆已灭火煤层自燃面积37.9km2,占全疆火区面积的28.08%。
(2)地方病。主要是通过改水,改善地方病区居民饮用水条件,达到防病的目的,而且目前已经取得了显著的成效。
(3)区域地下水位下降与泉流量减少。通过建立合理的水资源开发利用模式(河流上游以利用地表水为主,中游以地表水、地下水联合开发,下游以开发利用地下水为主),维持地下水位相对稳定,使水资源达到科学合理与可持续利用的目的。同时,加强宣传教育,不断提高全民节水意识,提高水资源的利用率。
(4)地下水污染。通过无害化处理,防治工业“三废”、生活垃圾和生活污水及农业施肥等对地下水的污染,同时,加强管理和保护,防治越流污染等。
酸性碳酸盐泉——火成岩温泉形成灰色泥巴,泉泥敷脸可美白肌肤;
酸性硫酸盐氯化物泉——对皮肤病具有疗效;
酸性硫磺泉——皮肤病、风湿、妇女病及脚气;
酸性硫酸岩泉——慢性皮肤病;
碱性碳酸氢泉——神经痛、皮肤病、关节炎;
弱酸性单纯泉——风湿症及皮肤病;
弱碱性碳酸盐泉——皮肤病、风湿、关节炎;
弱咸性碳酸泉——神经痛、皮肤病、关节炎、无色无味可饮;
弱碱性硫磺泉——神经痛、贫血症、慢性中毒症具有改善作用;
硫酸盐泉——火山地热温泉,硫磺味浓,治疗皮肤病;
硫酸盐氯化物泉——关节炎、筋肉酸痛、神经痛、痛风;
硫磺碳酸泉——慢性疾病如神经痛、皮肤病、关节炎;
碳酸氢盐泉——神经痛、皮肤病、关节炎、香港脚;
碳酸硫磺泉——神经痛、贫血症;
低温中性碳酸氢盐温泉——慢性皮肤病;
中性碳酸温泉——皮肤病、风湿、妇女病及脚气;
氯化物泉——水质滑腻,可治皮肤病,风湿痛,神经痛。
这一般与其形成与该处土地的盐碱度较高有关。水质味苦有很多原因,比如:水中溶解性固体(钙、镁、钠的重碳酸盐,氯化物和碳酸盐)含量高,即硬度高可产生苦咸味;水中锌含量高时水呈现浑浊且有金属涩味;水中硫酸盐浓度高时水有味且有轻泻作用。
甜的泉水一般位于外流区的山区或山前平原,这些水含有的钠离子,钾离子等相对较少,因此口味也就相对较好。
泉的分类有多种标准,可根据泉水成因、出露性质、温度、化学成分、功能、补给来源、出露奇特程度、酸碱度等进行划分。
按泉水温度可分为冷水泉和温泉。
冷泉和温泉划分的临界温度,不同地区、不同国家的标准不尽相同。目前我国一般以25℃为界,泉水温度低于25℃称冷泉,高于25℃称温泉(也有习惯把北方水温达200C、南方水温达250C的泉水称温泉)。温泉又分微温泉(25-33℃)、温泉(34-37℃)、热泉(38-42℃)、高热泉(高于43℃)。热泉、高热泉也称“汤”。沸泉是指水温高于当地沸点的泉。
名泉按功能分为观赏泉、品茗泉和沐浴泉 。由于泉的水压、水质、水温和出露状态的差异,泉水表现出不同景观。
观赏泉,是指作为景观而成名的泉。观赏泉可以是珍珠泉、涌泉、喷泉自身自然景观,也可以是与泉水相伴生的奇特景致,还可以是历史文化名泉。泉水与奇特景致相伴生的名泉有:大理蝴蝶泉、敦煌月牙泉、台南水火泉、广元含羞泉等。历史文化名泉主要有庐山谷帘泉、北京玉泉、济南趵突泉、镇江中泠泉、杭州龙井泉、虎跑泉、无锡惠山泉、太原晋祠难老泉等。
品茗泉,指与茶、酒文化相关联的泉。茗即茶。世界茶文化之源在中国,伴随茶文化出现许多品茗泉,并成为茶酒为中心的旅游热点。中国五大名泉是镇江中冷泉、无锡惠山泉、苏州虎丘观音泉、杭州虎跑泉、济南趵突泉。
沐浴泉,矿泉医疗作用按成分分为氡泉、碳酸泉、硫化氢泉、铁泉、碘泉、溴泉、砷泉、硅酸泉、重碳酸盐泉、硫酸盐泉、氯化物泉和淡泉12个类型,氡泉为12类之首,有矿泉之精美称。热泉、高温热泉洗浴效果及医疗价值最好,因之温泉度假地多以“汤”命名。著名的沐浴泉有辽宁汤岗子温泉、北京小汤山温泉、南京汤山温泉、广东从化温泉、内蒙阿尔山温泉、台湾阳明山温泉等。
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