雷州灣陸源入海污染負荷及其對海水水質(zhì)的影響＊

張際標，姚兼輝，楊波，陳春亮，孫省利

（廣東海洋大學海洋資源與環(huán)境監(jiān)測中心 湛江 524088）

1 研究背景

雷州灣位于廣東西部雷州半島東側(cè)，為湛江市區(qū)和雷州市共屬，包含20°48′N—21°06′N 和110°10′E—110°39′E之間覆蓋的海域。雷州灣北鄰湛江灣，灣頂經(jīng)通明海至東海大堤，南至雷州市東里，灣口向東南敞開，縱深約60km，腹寬最大22km，一般水深8～28m，最大水深30m；灣口處硇洲島與雷州東里之間直線寬最短20km，相應灣內(nèi)水域面積約750km2，東海島東南碼頭與雷州東里之間直線寬最短18km，相應灣內(nèi)水域面積約650km2［1］。雷州灣從雷州東里到東海島之間岸線總長約150km，海岸類型多樣，多為淤泥質(zhì)海岸、砂質(zhì)海岸、紅樹林海岸以及局部沿岸［2－3］。

雷州灣入海污染源主要包括陸域污染源、大氣沉降源和海上污染源。雷州灣入海污染物大多來源于陸地，少量則通過大氣沉降及海上活動排入海洋，其中大部分陸源污染是通過沿灣徑流匯入雷州灣而引起的，包括沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活污水、農(nóng)田廢水、沿河流域的小微企業(yè)外排廢水及下游河口入海區(qū)養(yǎng)殖廢水。雷州灣沿岸點源污染主要包括入海河流和工業(yè)直排海排污口；非點源污染包括沿岸生活污水排放、城市徑流和農(nóng)業(yè)徑流及沿岸圍海養(yǎng)殖排放等。為了解雷州灣陸域污染現(xiàn)狀及其環(huán)境影響，筆者對匯入雷州灣的陸域污染進行了2期現(xiàn)場監(jiān)測，統(tǒng)計了不同類型污染源對雷州灣的污染負荷，分析了陸域入海污染物對雷州灣水質(zhì)的影響，以期對雷州灣陸源污染的防治和海洋生態(tài)環(huán)境的保護提供科學依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 樣品采集和測試

鑒于圍海養(yǎng)殖用水均為淡咸水，工業(yè)廢水直排區(qū)水體也是海水，為便于比較，所有樣品的采集、處理、保存直至分析參照《海洋調(diào)查規(guī)范》［4］和《海洋監(jiān)測規(guī)范》［5］的相關要求進行。兩期監(jiān)測的環(huán)境因子包括水溫（t）、鹽度（S）、pH、溶解氧（DO）、化學需氧量（CODMn）、懸浮物（SS）、無機氮（DIN）、無機磷酸鹽（DIP）、石油類（Oil）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、鎳（Ni）、汞（Hg）、砷（As）、總鉻（Cr）。其中，水溫、鹽度、pH 等為現(xiàn)場監(jiān)測，其他項目在實驗室分析測試；過濾水樣中銅、鉛、鋅、鎘、鎳、汞、砷、總鉻等項目用2%HNO3酸化稀釋5倍后，用電感耦合等離子質(zhì)譜儀（Agilent Technology，ICP－MS 7500Cx）測試。流速采用便攜式流速儀（南京水利水文自動化研究所，LS1206B）測定，并用流速—面積法計算流量。

2.2 統(tǒng)計分析和評估方法

鑒于雷州灣沿岸生活廢水、城市徑流和農(nóng)業(yè)徑流等產(chǎn)生的污染物大多匯入河流以點源形式輸入雷州灣，因此上述各類污染形式均以點源類型處理。同時，雷州灣圍海養(yǎng)殖分布廣、面積大，為便于統(tǒng)計計算，本研究根據(jù)養(yǎng)殖分布位置和養(yǎng)殖密度高低情況，把近岸圍海養(yǎng)殖產(chǎn)生的污染物也以點源形式加以統(tǒng)計計算。為此，不同污染源污染物的入海通量均采用以下公式估算［6－7］：

式中：Ci為某種污染物在入?？谔幍臄嗝嫫骄鶟舛?；Q為斷面平均流量。年入海通量為豐水期和枯水期的入海通量之和。不同類型污染源污染負荷采用某污染源或污染物入海通量占總?cè)牒Ｍ康陌俜直冗M行評估。

陸源污染對雷州灣水質(zhì)的影響分析采用單因子污染指數(shù)法進行評價［8］，水質(zhì)類別根據(jù)雷州灣近期海洋功能區(qū)劃的水質(zhì)要求確定。

3 結(jié)果與分析

3.1 雷州灣河流污染物入海通量

3.1.1 雷州灣主要入海河流

2.4 miR-145過表達抑制SiHa細胞的遷移和侵襲能力 與NC組比較，miR-145過表達組SiHa細胞遷移、侵襲能力均顯著下降，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見圖4（封二）。

根據(jù)雷州灣沿岸城鎮(zhèn)分布和入海河流流量情況，雷州灣沿岸入海河流主要有湖光河、大坡塘河、城月江、通明河和南渡河等5條大小河流。這些河流分別隸屬于湛江市麻章區(qū)湖光鎮(zhèn)和太平鎮(zhèn)、雷州市沈塘鎮(zhèn)、附城鎮(zhèn)、雷高鎮(zhèn)等，雷州灣東北部東海島沿岸未發(fā)現(xiàn)有顯著徑流的河流存在。雷州灣沿岸大小河流的分布情況詳見圖1。

湖光河，編號HL1，隸屬于湖光鎮(zhèn)，入河污水來源包括沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活污水、農(nóng)田廢水、沿河流域的金海糖廠等小微企業(yè)外排廢水及下游河口區(qū)養(yǎng)殖廢水?，F(xiàn)場監(jiān)測的豐水期和枯水期平均流量分別為1.22m3／s和1.20m3／s。

圖1 雷州灣沿岸陸源排污監(jiān)測站位

大坡塘河，編號HL2，在大坡塘村附近入海，入河污水來源包括沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活污水、農(nóng)田廢水及下游河口區(qū)養(yǎng)殖廢水。現(xiàn)場監(jiān)測豐水期和枯水期平均流量分別為3.96m3／s和1.50m3／s。

城月河，編號HL3，雷州灣沿岸入海第二大河流，匯入城月河的污染物主要來自城月糖廠、廣豐糖廠的部分工業(yè)廢水，沿河居民的生活污水和農(nóng)田廢水及下游河口區(qū)養(yǎng)殖廢水等?，F(xiàn)場監(jiān)測豐水期和枯水期平均流量分別為5.20m3／s和4.96m3／s。

通明河，編號HL4，在通明港處匯入雷州灣，入河污水來源包括沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活污水、農(nóng)田廢水、沿河流域的小微企業(yè)外排廢水及下游河口區(qū)養(yǎng)殖廢水。現(xiàn)場監(jiān)測豐水期和枯水期平均流量分別為5.00m3／s和4.50m3／s。

南渡河，編號HL5，是匯入雷州灣入海的最大河流，長97km，入河污水來源包括沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活污水、農(nóng)田廢水、沿河流域的小微企業(yè)外排廢水及下游河口入海區(qū)養(yǎng)殖廢水。周邊支流渡仔村河和雷高河（雷高糖廠在其上游）也匯集于該入海口區(qū)?，F(xiàn)場監(jiān)測豐水期和枯水期平均流量分別為6.39m3／s和5.55m3／s。

3.1.2 雷州灣入海河流主要污染物入海通量

根據(jù)2013年豐水期和枯水期各主要入海河流的入海流量、污染物濃度等排海特征的調(diào)查結(jié)果，可算出在豐水期和枯水期各河流攜帶的主要污染物匯入雷州灣的入海通量。根據(jù)雷州灣2013年年均入海通量和月均入海通量監(jiān)測結(jié)果顯示，若按每月30d、每天24h計算；年均入海通量為豐水期和枯水期入海通量的總和，其中豐水期和枯水期各以6個月計算。

2013年通過河流匯入雷州灣的無機氮（DIN）總量為413.04t，5條河流無機氮年均匯入量由大到小依次排列為通明河（131.52t／a）、南渡河（129.70t／a）、城月河（91.64t／a）、大坡塘河（40.12t／a）、湖光河（20.06t／a）。盡管各河流豐水期流量總體大于枯水期，但監(jiān)測結(jié)果顯示，枯水期各河流水體中無機氮含量略高于豐水期，因此豐水期和枯水期匯入雷州灣的無機氮月均入海通量的總和非常接近，其中，大坡塘河在豐水期的無機氮入海通量大于枯水期，而南渡河在豐水期的入海通量則小于枯水期，兩期入海通量變化不大的有通明河、城月河和湖光河。2013年通過河流匯入雷州灣的活性磷酸鹽（DIP）總量為14.63t，總體較低，約占所有污染物入?？偭康?.12%。5條河流活性磷酸鹽的年均匯入量由大到小依次排列為湖光河（5.19t／a）、城月河（3.85t／a）、南渡河（2.15t／a）、通明河（1.80t／a）、大坡塘河（1.64t／a）。豐水期匯入雷州灣的活性磷酸鹽總量月均為1.41t，枯水期月均為0.92t。豐水期城月河和湖光河的活性磷酸鹽匯入量較大，分別為0.55t／月和0.39t／月，這2條河流約占總匯入量的67%；枯水期匯入量較大河流為湖光河（0.46t／月），約占總匯入量的50%。

2013年通過河流匯入雷州灣的污染型重金屬總量（∑M）為1362.43t，包括銅（Cu）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、總鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉛（Pb）、總汞（Hg）和砷（As）等8種金屬類物質(zhì)，這8種重金屬類物質(zhì)的匯入量分別為33.05t／a、1257.28t／a、0.71t／a、18.54t／a、47.31t／a、4.26t／a、0.017t／a、1.61t／a，其中鋅的匯入量占比超過90%，是匯入雷州灣最大的污染重金屬元素；5條河流重金屬總量的年均匯入量由大到小依次排列為南渡河（933.30t／a）、城 月 河（406.78t／a） 、湖 光 河（17.69t／a）、通明河（3.19t／a）、大坡塘河（1.47t／a）。豐水期匯入雷州灣的重金屬總量月均為147.82t，鋅的匯入量約占92.5%；其中南渡河和城月河的重金屬匯入量較大，分別為77.49t／月和67.11 t／月，這2條河流約占總匯入量的95%?？菟趨R入雷州灣的重金屬總量大幅減少，月均僅為，1.78t大大低于豐水期的匯入量，其中匯入量最大的城月河也僅0.69t／月，枯水期入海通量降幅最大的金屬為鋅。豐水期大量鋅元素通過河流攜帶入海是引起雷州灣水體和沉積物中鋅含量異常升高的主要原因。

3.2 雷州灣沿岸圍海養(yǎng)殖污染入海通量

3.2.1 雷州灣沿岸圍海養(yǎng)殖分布狀況

雷州灣沿岸圍海養(yǎng)殖規(guī)模較大的類型主要為對蝦和羅非魚養(yǎng)殖，圍海面積較大的區(qū)域位于灣頂通明海的兩岸，其他岸灘有零星分布，面積相對較小。由于雷州灣沿岸養(yǎng)殖場分布廣，面積大，養(yǎng)殖廢水排放口多，難于對所有的廢水排放口進行全面調(diào)查，為此把匯入雷州灣沿岸各養(yǎng)殖場的面污染源轉(zhuǎn)換為點污染源，并根據(jù)雷州灣沿岸養(yǎng)殖場密集程度，在雷州灣沿岸設定6個養(yǎng)殖區(qū)（圖2）。6個養(yǎng)殖區(qū)分別為東里鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)、雷高鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)、附城鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)、湖光鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)、民安鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)及東簡鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)。

結(jié)合現(xiàn)場實地勘查結(jié)果，以2013年12月的遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)為統(tǒng)計基礎，利用Google Earth專業(yè)軟件（試用版）分別統(tǒng)計各養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖面積（表1）。

圖2 雷州灣岸灘養(yǎng)殖面積較大的養(yǎng)殖區(qū)分布示意圖

據(jù)不完全統(tǒng)計，雷州灣沿岸圍海養(yǎng)殖面積總計約178.054km2，按平均水深1.5m、年均換水2次計［9－11］，匯入雷州灣的養(yǎng)殖廢水年均總量為534.2×106m3／a，各養(yǎng)殖區(qū)平均流量總和為16.94m3／s。其中養(yǎng)殖廢水排放量較大的為湖光鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)和民安鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)，這兩個養(yǎng)殖區(qū)年流量之和占總排放量的78.5%，是雷州灣沿岸圍海養(yǎng)殖污染最主要的養(yǎng)殖污染源。

表1 雷州灣沿岸各養(yǎng)殖區(qū)廢水排放流量

3.2.2 雷州灣沿岸圍海養(yǎng)殖污染入海通量

為盡量做到不同站位同步監(jiān)測，篩選了3個距離相距適當、廢水水質(zhì)代表性強的養(yǎng)殖廢水混合入?？趯嵤┍O(jiān)測，具體監(jiān)測站位如圖1中YZ1～YZ3所示。鑒于養(yǎng)殖廢水排放強度和周期相對穩(wěn)定、污染物種類相似，為此，在計算各養(yǎng)殖區(qū)廢水中污染物的入海通量時，各污染物含量取2期監(jiān)測結(jié)果的平均值進行計算（表2）。

表2 2013年雷州灣沿岸養(yǎng)殖廢水排放污染物入海通量 t／a

結(jié)果顯示，2013年由于養(yǎng)殖排放而匯入雷州灣的主要污染物匯入量最多的污染物為懸浮顆粒物質(zhì)（SS），達 到 15543.6t／a，其 次 為 需 氧 有 機 物 質(zhì)（CODMn），年排放量為1639.7t／a，石油類物質(zhì)（Oil）匯入量為61.9t／a，無機氮（DIN）匯入量為80.4t／a，無機磷（DIP）匯入量12.1t／a。2013年匯入雷州灣的污染型重金屬總量（∑M）為32.97t，各重金屬2013年匯入量由大到小依次排列為鋅（Zn，14.99 t／a）、砷（As，8.71t／a）、總鉻（Cr，3.79t／a）、銅（Cu，2.61t／a）、鎳（Ni，2.25t／a）、鉛（Pb，0.47t／a）、鎘（Cd，0.12t／a）、總汞（Hg，0.02t／a）。6個養(yǎng)殖污染排放點源匯入雷州灣的污染物總量由大到小依次排列為湖光鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)（9027.0t／a）、民安鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)（8707.0t／a）、雷高鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)（1986.7t／a）、附城鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)（1373.4t／a）、東簡鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)（800.0 t／a）、東里鎮(zhèn)養(yǎng)殖區(qū)（693.4t／a）。

3.3 工業(yè)直排污染物入海通量

雷州灣近岸工業(yè)類型主要有榨糖廠和紙漿廠兩大類，其中大多數(shù)榨糖廠排放的廢水經(jīng)河流匯入雷州灣，其污染物已并入河流體系進行統(tǒng)計和計算；紙漿廠廢水直排入海的主要有湛江市晨鳴紙漿有限公司廠外的海上排污口，其目前流量為1.2×105m3／d（1.40m3／s），24h連續(xù)排放。2013年9月和12月對晨鳴紙漿有限公司排海廢水中主要污染物的入海通量監(jiān)測結(jié)果如表3所示。其中，考慮到工業(yè)直排廢水流量相對穩(wěn)定，計算入海通量時各污染物也取2期監(jiān)測結(jié)果的平均含量。

表3 2013年晨鳴紙漿有限公司直排廢水主要污染物入海通量 t／a

續(xù)表

結(jié)果顯示，2013年通過晨鳴紙漿有限公司廠外排污管道匯入雷州灣較多的污染物為懸浮物，達到674.96t／a，其次為CODMn，匯入量為92.90 t／a，無機氮（DIN）匯入量為19.51t／a，無機磷（DIP）匯入量0.54t／a，石油類物質(zhì)（Oil）匯入量為2.34t／a。2013年匯入雷州灣的污染型重金屬總量（∑M）為2.815t，各重金屬2013年匯入量由大到小依次排列為砷（As，1.146t／a）、鋅（Zn，0.957t／a）、總鉻（Cr，0.265t／a）、鎳（Ni，0.227t／a）、銅（Cu，0.188t／a）、鉛（Pb，0.026t／a）、鎘（Cd，0.005t／a）、總汞（Hg，0.001t／a）。

3.4 雷州灣陸域入海污染負荷與總體評價

根據(jù)2013年對入海河流、養(yǎng)殖排放及工業(yè)直排等污染源排放特征的現(xiàn)場調(diào)查和統(tǒng)計分析，可以獲得雷州灣陸源不同污染類型的入海通量（表4）。

由表4的結(jié)果可以看出，2013年通過陸源污染排放匯入雷州灣的污染物入海通量總計為35353.21t／a，其中河流污染入海通量 為11972.68t／a，占總?cè)牒Ｍ康?3.87%；養(yǎng)殖污染入海通量為22587.47t／a，占總?cè)牒Ｍ康?3.89%；工業(yè)污染直排入海通量最少，為793.07t／a，約占總?cè)牒Ｍ康?.24%。其中匯入雷州灣最多的污染物是懸浮顆粒物質(zhì)，達到24775.71t／a，約占總?cè)牒Ｍ康?0%；CODMn和石油類物質(zhì)入海通量分別為3324.25t／a和97.65t／a，占總?cè)牒Ｍ康?.40%和0.28%；無機氮（DIN）和無機磷（DIP）的入海通量分別為512.92t／a和27.26t／a，占總?cè)牒Ｍ康?.45%和0.08%；8種重金屬類元素的入海通量（∑M）為1398.21t／a，占總?cè)牒Ｍ康?.95%。

根據(jù)表4中雷州灣不同陸源污染類型的入海通量統(tǒng)計結(jié)果，可以獲得不同陸源類型污染源攜帶的污染物對雷州灣的污染負荷（表5）。

表4 2013年雷州灣不同陸源污染類型入海通量 t／a

表5 2013年雷州灣不同陸源入海污染負荷 %

從表5可以看出，2013年匯入雷州灣的各類污染物中，通過河流攜帶入海的量占比較大，其中占比超過50%的有各重金屬的總和∑M（97.44%）、無 機 氮（DIN，80.53%）及 無 機 磷（DIP，53.67%）等。懸浮顆粒物（SS）、石油類物質(zhì)（Oil）和需氧有機物（CODMn）通過養(yǎng)殖排放匯入雷州灣最多，分別占各自入?？偭康?2.74%、63.35%和49.33%。通過工業(yè)直排匯入雷州灣的各污染物最少，占比均低于4%。

4 陸源污染對雷州灣水質(zhì)的影響

多年來的《全國海洋環(huán)境質(zhì)量公報》［12］顯示，陸源污染排放是影響海灣和沿岸海域環(huán)境質(zhì)量的最主要方式。根據(jù)《湛江市近岸海域環(huán)境功能區(qū)劃》［13］和《廣東省海洋功能區(qū)劃》（2011－2020年）［14］，雷州灣海域近期整體執(zhí)行第二類海水水質(zhì)標準，現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果也顯示，雷州灣目前水體總體符合二類海水水質(zhì)標準。為此，相對于第二類海水水質(zhì)標準的限值，雷州灣沿岸陸源排放污染物的平均污染指數(shù)如表6所示。結(jié)果顯示，絕大多數(shù)無機氮（DIN）和懸浮顆粒物（SS）的平均污染指數(shù)大于1，說明它們的平均含量基本超過二類海水水質(zhì)標準限值，是5條入海河流水體中的主要污染要素，因此若長期排放將對入?？趨^(qū)的海水水質(zhì)造成無機氮和懸浮顆粒物的持久污染。此外，有些入海河流中石油類（Oil）、銅（Cu）、鋅（Zn）和鎳（Ni）等的含量較高，平均污染指數(shù)較大，也是惡化入?？趨^(qū)水質(zhì)的主要污染因素，其中湖光河、城月河和南渡河入海區(qū)的水體受到鋅、鎳和銅的污染較嚴重。

表6 2013年各類點源污染物的單因子平均污染指數(shù)

與二類海水水質(zhì)標準限值對比，近岸圍海養(yǎng)殖廢水中的懸浮物、石油類和需氧有機物等的污染指數(shù)大于1，不能滿足雷州灣近期海洋功能區(qū)劃的水質(zhì)要求。因此，圍海養(yǎng)殖廢水的長期排放將惡化排放區(qū)的水體質(zhì)量，引起排放區(qū)水體中懸浮物、石油類和需氧有機物的持久污染。工業(yè)直排廢水中無機氮和懸浮物的平均污染指數(shù)較大，分別為2.40和1.62；此外，該直排口目前流量高達1.2×105m3／d，擴散范圍廣，超標面積較大。因此，晨鳴紙漿有限公司廢水的長期排放已引起排放區(qū)無機氮和懸浮顆粒物等較嚴重的污染，需引起有關管理部門的重視。

5 結(jié)束語

通過陸源匯入雷州灣的污染物入海通量最多的是圍海養(yǎng)殖占總?cè)牒Ｍ康?3.89%，其次為入海河流，占總?cè)牒Ｍ康?3.87%，工業(yè)污染直排入海通量最少，約占總?cè)牒Ｍ康?.24%。入海通量最多的污染物為懸浮顆粒物，約占總?cè)牒Ｍ康?0%，其次為CODMn，約占9.40%，8種重金屬類總?cè)牒Ｍ考s占3.95%。

在5條入海河流中，南渡河污染物入海通量最多，其次為城月河和大坡塘河，湖光河最少。河流污染物入海通量最多的是懸浮顆粒物，占71.47%，其次為 CODMn，占13.29%。8種重金屬類元素入海通量為1362.43t／a，其中鋅的入海通量占比超過90%，是主要的污染重金屬。與第二類海水水質(zhì)標準對照，入海河流中無機氮和懸浮顆粒物是主要的污染物質(zhì)，湖光河、城月河和南渡河入海區(qū)的水體受到鋅、鎳和銅的污染也較嚴重。

圍海養(yǎng)殖污染主要集中在雷州灣灣頂?shù)膬砂叮饕奈廴疚餅閼腋☆w粒物、石油類物質(zhì)和需氧有機物，分別占各自入海總量的62.74%、63.35%和49.33%，圍海養(yǎng)殖廢水的長期排放將引起排放區(qū)水體中懸浮物、石油類和需氧有機物的持久污染。通過工廠直排匯入雷州灣的各污染物入?？偭孔钌?，在各自的總?cè)牒Ｍ恐姓急染闯^4%；晨鳴紙漿有限公司直排廢水中無機氮和懸浮物的平均污染指數(shù)為2.40和1.62，是主要的污染物。

［1］中國海灣志編輯委員會 .中國海灣志第十分冊（廣東省西部海灣）［M］.北京：海洋出版社，1999.

［2］張希然，羅旋 .湛江港和雷州灣海涂土壤特性［J］.熱帶地理，1987，7（2）：128－136.

［3］廣東省海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查大隊 .廣東省海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查報告［R］.北京：海洋出版社，1987：278－288.

［4］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會.GB12763－2007海洋調(diào)查規(guī)范［S］.2007.

［5］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會.GB17378－2007海洋監(jiān)測規(guī)范［S］.2007.

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