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Aire parte i

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  1. 1.- INTRODUCCION
  2. CAPITULO I1.- GENERALIDADES2.- UBICACIÓNLa DIGESA-DESA esta ubicada en la parte posterior del Hospital HonorioDelgado Espinoza detrás el área de psiquiatría en el Cercado de Arequipa.Arequipa está ubicada a 1,000 km. al sur de Lima, ciudad capital. Es un enclaveinterandino distante del litoral del Pacífico en unos setenta kilómetros. Arequipatiene una altura de 2,363 m.s.n.m. Situada en el corazón del sur del Perú cuentacon una población aproximada que sobrepasa el millón de habitantes. El 86% espoblación urbana, el 14% rural.Temperatura entre 10º y 25º con escasez de lluvias y sequedad en el ambiente.Reducción en la capa de ozono, insuficientes áreas verdes y grandes extensionesde concreto que refractan los rayos ultravioleta.
  3. 3.- OBJETIVOS3. 2. OBJETIVOS- Determinar la calidad de aire que presenta la ciudad de Arequipa.- Determinar los índices y los elementos contaminantes en la ciudad deArequipa.3.3 OBJETIVOS ESPECIFICOS:- Realizar el pesaje de los filtro de PM10 AV, de PM10 BV y los PTS (MaterialPartículado). en el laboratorio- Realizar la instalación de los filtros de PM10 AV, de PM10 BV y los PTS(Material Partículado). en el campo- Recoger los datos del los analizadores e interpretar los resultados para surespectivo reporte.- Entender las métodos y procedimientos para realizar el monitoreo de la calidadde aire.
  4. CAPITULO IIMARCO TEORCO1.-ElAire1.1.-Propiedades físicas y químicas del Aire1.1.1. Propiedades físicas• Es de menor peso que el agua.• Es de menor densidad que el agua.• Tiene Volumen indefinido.• No existe en el vacío.• Es incoloro, inodoro e insípido.1.1.2 Propiedades químicas• Reacciona con la temperatura condensándose en hielo a bajas temperaturas yproduce corrientes de aire.• Esta compuesto por varios elementos entre ellos el oxigeno (O2) y el dioxido decarbono elementos básicos para la vida.1.2. Composición del Aire puroDe acuerdo con la altitud, composición, temperatura y otras características, laatmósfera que rodea a la Tierra y comprende las siguientes capas o regiones:- Troposfera. Alcanza una altura media de 12 km. (es de 7km. En los polos y de16km. En los trópicos) y en ella encontramos, junto con el aire, polvo, humo yvapor de agua, entre otros componentes.- Estratosfera. Zona bastante mente fría que se extiende de los 12 a los 50km dealtura; en su capa superior (entre los 20 y los 50km) contiene gran cantidad deozono (O3), el cual es de enorme importancia para la vida en la tierra por queabsorbe la mayor parte de los rayos ultravioleta del sol.- Mesosfera. Zona que se sitúa entre los 50 y los 100km de altitud; su temperaturamedia es de 10 °C; en ella los meteoritos adquieren altas temperaturas y en sugran mayoría se volatilizan y consumen..- Ionosfera. Empieza después de los 100km. Y va desapareciendo gradualmentehasta los 500km de altura. En esta región, constituida por oxígeno (02), latemperatura aumenta hasta los 1000°C; los rayos X y ultravioleta del Sol ionizanel aire enrarecido, produciendo átomos y moléculas cargados eléctricamente (quereciben el nombre de iones) y electrones libres.
  5. - Exosfera. Comienza a 500km. de altura y extiende más allá de los 1000km; estáformada por una capa de helio y otra de hidrogeno. Después de esa capa se hallauna enorme banda de radiaciones (conocida como magnetosfera) que se extiendehasta unos 55000km de altura , aunque no constituye propiamente un estratoatmosférico.El aire limpio y puro forma una capa de aproximadamente 500 000 millones detoneladas que rodea la Tierra, de las su composición es la siguiente:Componente Concentración aproximada1. Nitrógeno (N) 78.03% en volumen Oxígeno (O) 20.99% en volumen Dióxido de Carbono (CO2) 0.03% en volumen Argón (Ar) 0.94% en volumen Neón (Ne) 0.00123% en volumen Helio (He) 0.0004% en volumen Criptón (Kr) 0.00005% en volumen Xenón (Xe) 0.000006% en volumen Hidrógeno (H) 0.01% en volumen Metano (CH4) 0.0002% en volumen Óxido nitroso (N2O) 0.00005% en volumen Vapor de Agua (H2O) Variable Ozono (O3) Variable Partículas Variable2.- CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICALa contaminación del aire es uno de los problemas ambientales más importantes, y esresultado de las actividades del hombre. Las causas que originan esta contaminación sondiversas, pero el mayor índice es provocado por las actividades industriales, comerciales,domesticas y agropecuarias.Los principales contaminantes del aire se clasifican en:a- Primarios
  6. Son los que permanecen en la atmósfera tal y como fueron emitidos por la fuente. Parafines de evaluación de la calidad del aire se consideran: óxidos de azufre, monóxido decarbono, óxido de nitrógeno, hidrocarburos y partículas.b.- SecundariosSon los que han estado sujetos a cambios químicos, o bien, son el producto de lareacción de dos o más contaminantes primarios en la atmósfera. Entre ellos destacanoxidantes fotoquímicos y algunos radicales de corta existencia como el ozono (O3).A nivel nacional, la contaminación atmosférica se limita a las zonas de alta densidaddemográfica o industrial. Las emisiones anuales de contaminantes en el país sonsuperiores a 16 millones de toneladas, el 65% es de origen vehicular.2.1. PARTES POR MILLON (PPM)Para determinar la concentración de una substancia química en un volumen se utilizanlas partes por millón de partes iguales. Cada millonésima parte de este volumen,correspondiente a la substancia de nuestro interés, se considera una parte por millón dela substancia.Las PPM se utilizan para determinar concentraciones muy pequeñas de gases en laatmósfera.2.2. PARTICULAS SUSPENDIDAS EN SU FRACCION RESPIRABLE (PM-10)• Criterios para evaluar la calidad del aire150 ug/m³ (microgramos sobre metro cubico) en un promedio de 24 horas.• Características del contaminantePartícula sólidas o líquidas dispersas en la atmósfera (su diámetro va de 0.3 a 10um) como polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen. Lafracción respirable de PST, conocida como PM-10, está constituida por aquellaspartículas de diámetro es inferior a 10 micras, que tienen la particularidad depenetrar en el aparato respiratorio hasta los alvéolos pulmonares.• Fuentes principalesCombustión industrial y doméstica del carbón, combustóleo y diesel; procesosindustriales; incendios; erosión eólica y erupciones volcánicas.• Efectos principales
  7. - Salud: Irritación en la vías respiratorias; su acumulación en los pulmones originaenfermedades como silicosis y la asbestosis. Agravan el asma y las enfermedadescardiovasculares.- Materiales: Deterioro en materiales de construcción y otras superficies.- Vegetación: Interfieren en la fotosíntesis.- Otros: Disminuyen la visibilidad y provocan la formación de nubes.En general los principales contaminantes como: Monóxido de carbono, Ozono, Dióxidode Nitrógeno, Dióxido de Azufre, Hidrocarburos, plomo, y otros provocan demasiadosproblemas estos se miden en grados imecas lo cual se explicará después del cuadro delos contaminantes.Unidades Empleadas para el Monitoreo de la Calidad del AirePARÁMETRO CLAVE UNIDAD REDMonóxido de CarbonoCO PPMDióxido de azufreSO2 PPMDióxido de nitrógenoNO2 PPM MONITOREOAUTOMATICOOzonoO3 PPMOxido de nitrógenoNOX PPMAcido sulfhídricoH2S PPMPartículas menores a 10 micrasPM-10 ug/m³Partículas suspendidastotalmentePST ug/m³PlomoPb ug/m³CobreCu ug/m³ MONITOREO
  8. MANUALFierroFe ug/m³CadmioCd ug/m³NíquelNi ug/m³TemperaturaTMP °CHumedad RelativaRH % de Hum.RelMONITOREOMETEOROLOGICOVelocidad del vientoWSP metros porsegundoDirección del vientoWDR grados3.- ¿Qué son las partículas?Existen cosas flotando en el aire. La mayoría de ellas no pueden ser vistas. Estas cosasflotantes son un tipo de contaminación del aire llamadas partículas. De hecho, laspartículas pueden ser lo que mas comúnmente afecte la salud de las personas.Las partículas pueden existir en cualquier forma, tamaño y pueden ser partículas sólidaso gotas líquidas. Dividimos a las partículas en dos grupos principales. Estos gruposdifieren en varias formas. Una de las diferencias es el tamaño. A las más grandes lasllamamos PM10 y las más pequeñas les llamamos PM2.5.- Grandes: Las partículas grandes miden entre 2.5 y 10 micrómetros ( de 25 a 100veces más delgados que un cabello humano). Estas partículas son llamadas PM10(decimos PM diez, el cual significa partículas de hasta 10 micrómetros entamaño). Estas partículas causan efectos menos severos para la salud.- Pequeñas: Las partículas pequeñas son menores a 2.5 micrómetros (100vecesmas delgadas que un cabello humano) . Estas partículas son conocidas como PM
  9. 2.5 (decimos PM dos punto cinco, como en partículas de hasta 2.5micrometrosen tamaño).- De donde provienen las partículas….El tamaño no es la única diferencia. Cada tipo de partículas estan hechas dediferente material y provienen de diferentes lugares.Partículas Asperas(PM10)Partículas Finas(PM2.5)• humo, tierra ypolvo tóxicos delas fábricas, laagricultura ycaminos• compuestosorgánicos• metales pesadosLo que son • mohos, esporas ypolen• manejandoautomóvilesQue las produce • moliendo yaplastando rocasy tierra que elviento levanta• quemando plantas(arbustos eincendiosforestalesdesperdicios deljardín)• fundiendo(purificando) yprocesandometalesLas partículas pequeñas son más ligeras y permanecen en el aire más tiempo y viajanlejos. Las partículas PM10 (grandes) pueden permanecer en el aire por minutos u horasmientras que las partículas PM2.5 (pequeñas) pueden permanecer en el aire por días osemanas. También , las partículas PM10 pueden viajar tan poco como cien yardas o enciertos casos tanto como hasta treinta millas. Las partículas PM 2.5 pueden viajar máslejos tanto como cientos de millas.3.1. Las Partículas y tu Salud
  10. - Como entran a tu cuerpo.Cuando inhalas respiras aire junto con cualquier partícula que se encuentre en elaire. El aire y las partículas viajan a tu sistema respiratorio (tus pulmones y víasrespiratorias). En el camino las partículas se adhieren a las paredes de las víasrespiratorias o viajan profundamente a los pulmones.Entre más lejos viajen las partículas el efecto es mas severo.¿Cuáles partículas viajan más profundo en los pulmones?PM10 (grandes) O PM2.5 (pequeñas)Respuesta: Las partículas mas pequeñas 2.5. Las partículas pueden pasar a través de lasvías respiratorias más pequeñas. Las partículas más grandes tienen más posibilidades deadherirse a las paredes, o pueden acuñarse en los pasajes estrechos de los pulmones.3.1.1 Otros factores que afectan que tan profundo viajan las partículas.- Respirar por la nariz o la boca. El respirar a través de tu boca le permite a laspartículas viajar más profundamente en los pulmones.- Ejercicio. Mientras haces ejercicio, las partículas pueden viajar másprofundamente.- Edad. La gente de edad avanzada no respira tan profundo, así que las partículasno viajan muy lejos.- Enfermedades de los pulmones. Si alguna enfermedad de los pulmones obstruyelas vías respiratorias, las partículas no viajan muy lejos.- El estado del tiempo (temperatura).- Otros contaminantes en el aire.3.1.2. !Tu cuerpo responde a la invasión de partículas!Tus pulmones producen mucosidad para atrapar a las partículas, y existen pelitosque se menean para mover la mucosidad y las partículas fuera del pulmón. Sipuedes notar algo en tu garganta esto es mucosidad. La mucosidad sale de las vías
  11. respiratorias al toser o al tragar. Si las partículas son pequeñas y entranprofundamente en los pulmones, células especiales en el pulmón atrapan laspartículas y después no pueden ser expulsadas resultando en enfermedad pulmonar,enfisema o cáncer pulmonar.3.1.3 Efectos en la SaludAmbas partículas PM10 (grandes) y PM2.5 (pequeñas) pueden causar problemas a lasalud, específicamente a la salud respiratoria (la de los pulmones y vías respiratorias).Por viajar más profundamente en los pulmones y por estar compuesta de elementos queson más tóxicos (como metales pesados y compuestos orgánicos que causan cáncer) laspartículas PM2.5 pueden tener efectos más severos a la salud que las partículas másgrandes, PM10.El exponerse a partículas conduce al incremento de uso de medicamentos y más visitasal doctor o a la sala de emergencias. Efectos a la salud incluyen lo siguiente:· Tos, resollo, dificultad para respirar· Agrava el asma· Daño al pulmón (incluyendo la disminución de la función del pulmón yenfermedades respiratorias de por vida)· Muerte prematura en individuos con enfermedades existente del corazón y delpulmón.Partículas -- Índice de calidad de Aire (AQI por sus siglas en Inglés) y problemasen la Salud
  12. CAPITULO IIIMETODOLOGIA Y MATERIALES1 METODOLOGIA1.- Alcance y aplicaciónEste procedimiento describe el proceso de monitoreo de material partículado condiámetro menor o igual a 10 micrometros (PM10), con impactadores Harvard en aireambiental, así como el manejo de los datos colectados para el reporte de resultados.Este método gravimetrito de bajo volumen permite cuantificar concentraciones dePM10 en exteriores e interiores.2.- Resumen del métodoLa concentración de PM10 en el aire se mide como la masa total de las partículasacumuladas en el filtro, clasificado según este rengo de tamaño, dividido por elvolumen de aire de muestra.El muestreador de bajo volumen Harvard para PM10 consta de un impactador para laseparación de partículas menores o iguales de 10 micrones, de aquellas con undiámetro mayor a 10 micras. El dispositivo en general consta además de una bombay un orificio crítico (o restrictor de flujo), el cual restringe el ingreso de aire a unflujo constante de 4litros/minuto.El muestreador de alto volumen para PM10 consta de un equipo para la separacion departículas mayores o iguales a 10 micronesEl muestreador de PTS (material Partículado) consta de un equipo de separacion departículas.En el sistema de colección se colocan filtros de teflón y de vidrio , previamentedesecados durante 24 horas a 28 – 30 ºC , los cuales retienen las partículas duranteun periodo de 24 horas y retornan al laboratorio para ser nuevamente desecados ypesados. La diferencia de pesos de los filtros determina el peso neto obtenido de la
  13. muestra PM10 recolectada. El volumen total de aire muestreado es determinado porel flujo volumétrico conocido (4litros/minuto), y el tiempo expuesto 24 horas.3.- Precauciones para la operación- No coloque el muestreador directamente sobre tierra arena gruesa o en la cima de untejado, pues el viento pude remover ese material y contaminar la muestra.- Se debe asegurar que la energía en el sitio este disponible en todo momento, puesinterrupciones eléctricas pueden producir la perdida de muestras.- Se debe verificar la calibración de la balanza mediante el uso de una pesa de controlcalibrada cada vez que se realice el pesaje.- Las Pinzas deben tener las puntas planas de modo que no dañen la superficie de losfiltros de teflón.- Se debe mantener limpia el área de pesaje, parta evitar la contaminación de losfiltros.- Es recomendable tener en cuenta la temperatura de la sala de pesaje, de modo que setrabaje a las mismas condiciones de temperatura y humedad durante el pesaje deinicio y el pesaje final de las muestras. Adicionalmente realizar acondicionamiento ypesaje lo más rápido posible del arribo de la muestra.- Todo el material debe ser lavado antes de su uso y una vez limpio, no debe serexpuesto al ambiente a excepción de lo estrictamente necesario.4.- Instrumentos- Balanza digital marca Sartorius modelo CP2550. (PM10 BV)- Balanza analítica, marca Mettler modelo Zurich (PM10 AV, y PTS)- Medidor de flujo marca XXX modelo YYYY.5.- Aparatos- Bomba de succión- Desecador de vidrio con silica gel.- Orificio crítico (o restrictor de flujo)- Unidad de impactacion.6.- Materiales- Cajas petri
  14. - Filtros de teflón de 37mm- Filtro de vidrio- Sobre Manila.- Papel bon formato A-4- Pinzas de metal de punta plana.- Plumón marcador.- Porta filtros color amarillo.7.- Preparación y manejo de los filtrosLos filtros PM10BV deben colocarse en el porta filtro amarillo haciendo uso de la pinzade modo que no se dañe la superficie. Los filtros se deben mantener con los porta filtrosen cajas petri previamente codificadas.Para el caso de los filtros PM10AV y PTS haciendo uso de la pinza los filtros debencolocarse en el sobre Manila , de modo que no se dañe la superficie.Se debe asignar a cada filtro un numero de identificación (ID), el cual pude colocarse enel porta filtro, y en el sobre Manila.8.- Pesaje de los filtros. PM10AV, PM10BV y PTSAntes de proceder al pesaje de los filtros examinados visualmente para asegurar que losfiltros defectuosos sean desechados. Los defectos que llevan al descarte de los filtros sonla presencia de agujeros pequeños y el material sobrepuesto, así como la decoloración ono uniformidad en la superficie del filtro.Previo al pesaje, los filtros deben acondicionarse por lo menos 24 horas antes en undesecador de 28 a 30 ºC, el que se ubica en el cuarto de pesaje ambientalmentecontrolado. La humedad relativa el cuarto debe estar en un valor medio constante entre20% y 45% con una variabilidad no mayor de +-5% y la temperatura en un valor medioconstante entre 15 y 30 ºC, con una variabilidad de no mas de +-3ºC, la humedadrelativa y la temperatura deben ser verificadas y registradas manualmente todos los díasde trabajo en el registro de condiciones ambientales de laboratorio, para asegurar laconformidad con los valores señalados .Los filtros se pesan en la balanza analítica y la balanza digital, la que debe haber sidopreviamente calibrada y debe contar con el mantenimiento recomendado por elproveedor.
  15. Colocar el filtro PM10 BV pesado con su porta filtro en la caja petri previamentecodificada y asegurarla con cinta adhesiva. PM10 AV y PTS el filtro pesado se coloca enel sobre Manila previamente codificada.El filtro se expone durante 24 horas para la colección del PM10 BV , PM10 AV y PTSuna vez finalizado el muestreado y retirado el filtro expuesto colocarlo en la placa petripara el caso del PM10 BV , y para el PM10 AV y PTS colocarlo en el sobre Manilacorrespondiente y retornar al laboratorio para repetir los procesos de acondicionamientoy pesaje anteriormente descritos.Una vez pesados y reportados los resultados, colocar el filtro dentro de un sobreprotector y mantenerlos en custodia para otros análisis posteriores9- Control de calidad de las muestrasLa cabeza de custodia debe incluir todos los datos que se requieren para la trazabilidadde la muestra, así como para calcular la concentración total de PM10 (volumen total,temperatura ambiente, presión barométrica, y tiempo transcurrido).El periodo de muestreo pude fluctuar entre 23 y 25 horas, si el muestreador hubieraoperado fuera de estos limites, descartar la muestra.Los filtros se deben examinar antes del pesaje respectivo para evaluar la condición físicade cada uno. Si el material de la muestra se ha desprendido el filtro, recuperar tantocomo sea posible empleando un cepillo suave de pelo de camello.Se deben descartar los filtro que hayan sido rasgados antes o durante el muestreo,aquellos con fecha de monitoreo y tiempo transcurrido desconocidos, aquellos quepresentan códigos y fechas similares, los filtros con presencia de contaminación,aquellos que proviene de un equipo que opero inadecuadamente o que fueron malinstalados.Colocar los filtros defectuosos en sobres limpios, etiquetarlos con los defectosencontrados para que sean analizados por el supervisor para su aprobación
  16. INSTALACION DEL EQUIPO DE MUESTREOInstalación de los equipos en el sitioEl muestreador de material partículado se instala generalmente en una caseta de metalcuya parte superior permita el libre desplazamiento del viento. El muestreador debetener flujo de aire sin restricción y debe estar situado donde el operador pueda alcanzarlode manera segura, a pesar de las condiciones de tiempo adverso.Instalar el muestreador en un lugar accesible a las actividades que implica sufuncionamiento rutinario (calibraciones, instalación y recuperación de filtros,verificación del flujo y auditorias.Armado del equipoArmar el equipo conectando con mangueras transparentes, el sistema de impactacion dela bomba a la que a su vez tienen conectado el restrictor de flujo. Asegurar que elsistema se mantiene hermético colocando cinta teflón en los terminales en los que seconectarán mangueras y luego asegurarlas con una abrazadera ajustable.Funcionamiento del equipoVerificar el suministro eléctrico en la caseta es de 220 voltios, voltaje que requiere labomba para operar, cuando se haga uso de un temporizador o cronometro electrónico,conectar la bomba a este dispositivo, que ha sido previamente programado y vaconectado directamente el suministro eléctrico para el funcionamiento del muestreadordurante 24 horas.INSTRUCTIVO PARA USO DE BALANZA DIGITAL- Marca: Sartorius- Modelo: CP2550- Rango: 220gr1.- Colocar el cartel de no molestar estamos pesando para no tener que abrir cuando seeste pesando.2.- Controlar que la balanza este nivelada, para ello observar que la burbuja de aireubicado a lado derecho del aparato este centrada, si no esta ajustar los dos soportes hastacumplir con el objetivo.3.- Enchufar la balanza a la corriente eléctrica y esperar por lo menos 30 minutos para suestabilización, si la balanza se encontrara conectada proceder al siguiente paso.4.- Encender la balanza pulsando la tecla ubicado a lado izquierdo del panel de controlde display.
  17. 5.- Cuando aparezcan los ceros respectivos en el display proceder a pulsar la tecla“CAL“y dejar calibrar hasta que aparezca de nuevo los ceros respectivos (la cual indicaun buen estado de la balanza).6.- Apagar la balanza con la tecla roja, esperar por lo menos dos minutos y proceder aencender apretando la tecla roja, cuando aparezcan los ceros respectivos proceder acolocar la pesa de calibración E-2 de 2gr, la cual debe ser manipulada con muchocuidado y con la pinza adecuada y anotar el peso en el respectivo registro de pesaje depesa E-2.7.- Proceder a retirar la pesa E-2 y pesar las pesadas requeridas colocando la muestra enel centro del platillo y cerrado el protector contracorriente de aire del lado izquierdo oderecho anotando el peso cuando aparesca la letra g. esperando 5 segundos en suestabilización.La lectura del peso pude variar constantemente cuando:- La muestra a pesar no se encuentra previamente acondicionada.- Las condiciones del ambiente sean inestables.- Exista restos de muestras o cuerpos extraños bajo el platillo.- Sean muestras que absorban humedad o se evaporen.INSTRUCTIVO PARA USO DE BALANZA ANALITICA- Marca: Mettler- Modelo: Zurich- Serie: 220grPasos a seguir1.- Colocar cartel de no molestar estamos pesando, para no tener que abrir la puertacuando se este pesando.2.- Controlar que la balanza este nivelada para ello observar que la burbuja de aireubicado a lado derecho del aparato este centrada, si no lo esta ajustar a los dos soporteshasta cambiar con el objetivo.3.- Enchapar la balanza a la corriente eléctrica y esperar por lo menos 30 minutos parasu estabilización, si la balanza se encontrara conectada, proceder al siguiente paso.4.- Encender la balanza dirigiendo la manecilla hacia el lado izquierdo y nivelar a ceroteniendo en cuenta el cero de la escala, si no llegase a cero novelar con el botón que seencuentra al lado derecho de la misma.5.- Proceder a retirar la pesa E-2 y realizar las pesadas requeridas, colocando la muestraen el centro del platillo y cerrando el protector contracorriente de aire del lado izquierdoo derecho, una vez que se encuentra la muestra en platillo manipular las perillas que se
  18. encuentren a lado superior derecho empezando con la perilla de gramos seguidamente lade microgramos anotando el peso cuando la escala se encuentre estabilizada.Nota:_ Es importante considerar todos los pasos a segur para obtener un resultado con elmayor grado de precisión y exactitud.La lectura del peso pude variar constantemente cuando:- La muestra a pesar no se encuentra previamente acondicionada.- Las condiciones del ambiente sean inestables.- Exista restos de muestras o cuerpos extraños bajo el platillo.- Sean muestras que absorban humedad o se evaporen.

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