Agentes Biorremediadores y Fitozoorremediadores

7/21/2019 Agentes Biorremediadores y Fitozoorremediadores

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UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTEESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA SANITARIA

TRABAJO DE INVESTIGACIN:

APLICACIN DE LOS AGENTES BIORREMEDIADORES Y

FITOZOORREMEDIADORES EN EL TRATAMIENTO DEL AGUARESIDUAL PROVENIENTE DE LA DESCARGA DE CHAIWA

ASIGNATURA:

OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERA SANITARIA

DOCENTE:

ING. HUAMN CARRANZA Martn

INTEGRANTES:

ASNATE SALAZAR, Marleny

MORENO LZARO, Crusa

SILVA MACHUCA, Chanell

HUARAZ PER 2014


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FCAM / ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA SANITARIA

APLICACIN DE LOS AGENTES BIORREMEDIADORES Y FITOZOORREMEDIADORES EN EL

TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL PROVENIENTE DE LA DESCARGA DE CHAIWA

I. RESUMEN:

El presente Trabajo de Investigacin consiste en la aplicacin de agentes Biorremediadores y

Fitozoorremediadores para el tratamiento de agua residual recolectada de la descarga de Chaiwa.

sta investigacin se basa en que las aguas residuales domstico de la ciudad de Huaraz, son

descargadas sin previo tratamiento al rio Santa, es por ello que es necesario realizar la aplicacin

experimental de la Biorremediacin mediante la utilizacin de plantas acuticas y la utilizacin

de agentes Fitozoorremediador como indicador de agua limpia, con el fin de evaluar como unaalternativa eficaz para tratamiento de aguas residuales domsticas.

La Investigacin Experimental comienza con la obtencin de materiales para armar el tren de

procesos, para lo cual se requiere de 2 baldes, 3 recipientes cuadradas, 4 caos, cajas entre otros;

seguida de la recoleccin y adaptacin de la planta Berro de agua (Nasturtium officinale) y la

Cucaracha de agua (Limnius Volckmari), luego el recojo de la muestra de agua residual de la

descarga de Chaiwa. Por ltimo se presenta el Anlisis de metales, DBO, solidos, que son los

resultados finales, obtenidos en el ensayo realizado.

El Trabajo de Investigacin concluye con la aceptacin de un ejemplo piloto de la aplicacin de los

agentes Biorremediadores (Berro de agua) y Fitozoorremediadores (Limnius Volckmari)

utilizados en la recuperacin del agua residual proveniente de la descarga de Chaiwa, siendo

viable tanto tcnica, econmica y ambientalmente, y puede ser aplicada como alternativa para el

tratamiento de las aguas residuales domesticas de la ciudad de Huaraz.


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II. ABSTRAC

The present investigation involves the application of bioremediation and Fitozoorremediadores

agents for the treatment of wastewater collected from downloading Chaiwa .

This research is based on the domestic wastewater from the city of Huaraz, are discharged without

treatment into the river Santa, This is why it is necessary to perform the experimental application

of bioremediation using aquatic plants and the use of agents Fitozoorremediador as an indicator

of clean water , in order to evaluate an effective alternative for treatment of domestic wastewater.

The Experimental Research begins with obtaining materials to build the railway processes , for

which it requires 2 buckets , 3 square containers , 4 pipes , boxes and others; followed by the

collection and adaptation of water cress (Nasturtium officinale ) plant and water Cucaracha (

Limnius Volckmari ) , then pick sample wastewater discharge Chaiwa . Finally the analysis of

metals, BOD , solids , which are the final results obtained in the trial presented .

The Research Paper concludes with the acceptance of an exemplary pilot application of

bioremediation ( water cress ) and Fitozoorremediadores agents ( Limnius Volckmari ) used in

the recovery of residual water from downloading Chaiwa , both technically, economically viable

and environmentally , and can be applied as an alternative for the treatment of domestic sewage

from the city of Huaraz.


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III. INTRODUCCIN:

El tratamiento de las aguas residuales domsticas, es una de las preocupaciones mayores en la

ciudad de Huaraz ya que no se cuenta con Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, que

puedan recuperar dichas aguas, que son descargadas directamente al rio Santa, daando as el

ecosistema acutico.

Es por ello que se busca alternativas de solucin para el tratamiento de las aguas residuales antes

de ser descargados a los ros, una de estas alternativas de solucin es la aplicacin de la

Fitorremediacin utilizando la planta Berro de agua como un agente Biorremediador y la

utilizacin de Fitozoorremediadores como un indicador de calidad de agua limpia.

La Fitorremediacin se basa en el uso de plantas acuticas (Berro de agua) para el tratamiento de

aguas residuales, considerndose una tcnica en plena expansin, que est dando muy buenos

resultados tanto a nivel ecolgico como de costos y facilidad de construccin.

La plantas Berros reduce in situ la concentracin o peligrosidad de contaminantes orgnicos e

inorgnicos del agua residual a partir de procesos bioqumicos realizados por las plantas y

microorganismos asociados a su sistema de raz que conducen a la reduccin, mineralizacin,

degradacin, volatilizacin y estabilizacin de los diversos tipos de contaminantes donde las

plantas acuticas funcionan como filtros biolgicos removiendo sustancias tanto biodegradables

como no biodegradables, nutrientes, sustancias txicas y microorganismos patgenos.

En este trabajo de investigacin se realiza la aplicacin de la planta Berro de agua(Nasturtium

Officinale) como agente Biorremediador para el tratamiento del agua residual proveniente de la

descarga de Chaiwa, as como los resultados obtenidos despus del tratamiento y su capacidad

depuradora.


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IV. METODOLOGA:

1.1. Caracterizacin del Lugar de Investigacin:

El desarrollo de la investigacin se realiz con las aguas residuales provenientes de la Descargade Chaiwa, que es uno de los destinos finales de las aguas residuales domsticas generadas en

la Ciudad de Huaraz, se encuentra ubicado en:

Departamento: Ancash

Provincia: Huaraz

Localidad: Descarga de Chaiwa

Luego de ubicar el punto de toma de muestra de la descarga, se observ que esta se encuentra

en una zona cercana y de fcil acceso a la poblacin, sin poseer alguna medida de seguridad.

1.2. Caracterizacin de las Aguas Residuales:

Para la caracterizacin del agua residual de la descarga de Chaiwa se analizaron los siguientes

parmetros fisicoqumicos y bacteriolgicos: Solidos Totales, Solidos Disueltos, Solidos

Suspendidos, Solidos Sedimentables, DBO5, DQO, Azufre, Nitrito, Amonio, Fosfato, Hierro y

Coliformes Fecales.

Estos datos de la caracterizacin sirvieron para establecer el tratamiento ms adecuado quedebe de seguir el agua residual antes de ser vertida al Rio Santa, en nuestro caso el tratamiento

que se vio conveniente emplear fue el de la aplicacin de un sistema de Biorremediacin.

1.3. Caracterizacin de los Agentes Biorremediadores:

Para la aplicacin del sistema de Biorremediacin (Fitorremediacin) como tratamiento del

agua residual de la descarga de Chaiwa, se eligi el agente Biorremediador ms adecuado,

teniendo en cuenta las caractersticas que debe poseer este.

1.3.1. Agentes Biorremediadores:

Los agentes biorremediadores son plantas adaptadas a los medios muy hmedos o

acuticos tales como lagos, estanques, charcos, estuarios, pantanos, orillas de los ros o

lagunas marinas. Las plantas acuticas tienen por funcin soportar componentes del

ambiente acutico que mejora la capacidad y confiabilidad del tratamiento de aguas

residuales.


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Las plantas tienen diferentes mecanismos de respuesta y defensa ante la presencia de

compuestos txicos. Estos mecanismos pueden ser pasivos como la adsorcin y otros son

activos, es decir que requieren energa metablica para poder llevarse a cabo. Est

comprobado que cuando la planta est expuesta a ciertos contaminantes, en defensa propiastas forman y segregan sustancias que se encargan de secuestrar los contaminantes y

colocarlos en una parte de la planta en donde ya no son dainos para sta.

Figura N 01: Agente Biorremediador

Para la aplicacin del Sistema de Biorremediacin, como tratamiento biolgico del agua

residual de la descarga de Chaiwa; se eligi el siguiente Agente Biorremediador:

1.3.2. Berro de agua (Nasturtium Officinale):

Nombre cientfico: Nasturtium officinale

Familia: Brassicaceae

Origen:Europa y Asia Central

Exposicin:Pleno sol, media sombra y sombra.

Exigencias:El Berro de Agua crece sobre todo en aguas tranquilas y estancadas.

Mantenimiento: El nico mantenimiento necesario consiste en quitarle algunas

cuando haya demasiadas.

Descripcin: Es una planta perenne, acutica o semiacutica de entre 10 a 50 cm de altura que

se agrupa en grandes colonias.

Los tallos ascendentes son huecos y algo carnosos.

Las hojas, de color verde oscuro, son glabras, bipinnadas y con limbo ancho.

Las flores, pequeas y blancas, se renen en ramilletes o panculas terminales.

Caractersticas:


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Es una planta sumergida que se inhibe fcilmente por la turbiedad alta en el agua

porque sus partes fotosintticas estn debajo del agua.

Es una planta de fcil adaptacin.

Es tolerante a altas concentraciones de contaminantes. Es acumulador de contaminantes.

Tiene una rpida tasa de crecimiento y alta productividad.

Tiene la capacidad fisiolgica y bioqumica de absorber, retener y degradar los

contaminantes; se distingue por la habilidad de absorber oxgeno, dixido de

carbono, y minerales de la columna de agua.

Figura N 02: Berro de agua (Nasturtium Officinale)

Luego de la seleccin del agente Biorremediador, se procedi a su recoleccin y adaptacin;

para luego ser incorporado al sistema de tratamiento.

1.4. Caracterizacin de los Agentes Fitozoorremediadores:

Para la aplicacin del sistema de Biorremediacin como tratamiento del agua residual de la

descarga de Chaiwa, tambin se tuvo que eligi el agente Fitozoorremediador (Indicador de la

calidad del agua tratada), teniendo en cuenta las caractersticas que debe poseer este Agente.

1.4.1. Agentes Fitozoorremediador:

Los agentes Fitozoorremediadores son los macroinvertebrados, aquellos invertebrados que

se pueden ver a simple vista o bien que son retenidos por una red de malla de

aproximadamente 125m. Esta distincin es relativa y a veces arbitraria, por lo que

podemos ser un poco ms precisos definiendo los macroinvertebrados con base en la

taxonoma.


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Los ambientes lticos (aguas con corriente), especialmente los ros de aguas limpias y bien

oxigenadas, son los ecosistemas de agua dulce que albergan la mayor diversidad de

macroinvertebrados.

Para la aplicacin del Sistema de Biorremediacin, como Indicador de la calidad del agua

proveniente de la descarga de Chaiwa y del agua tratada con Berros de Agua; se eligi el

siguiente Agente Fitozoorremediador:

1.4.2. Cucaracha de agua (Limnius Volckmari):

Nombre cientfico: Limnius Volckmari

Familia: Elmidae

Habitad: Permanecen suspendidos en la columna del agua (plancton) y nadanactivamente (necton). La mayora de los animales dulceacucolas viven sobre algn

tipo de sustrato, ya sea en el fondo (bentos) o en los tallos de plantas acuticas,

madera, rocas, etc.

Alimentacin: El alimento de los animales de agua dulce se puede originar dentro

del ecosistema acutico (autctono) o vienen del terrestre (alctono); donde los

detritvoros se alimentan de materia orgnica en descomposicin (detritus).

Respiracin: Su sistema respiratorio consiste en una serie de aberturas

(espirculos) en el cuerpo, donde el aire entra directamente en un sistema de tubos

(traqueolos) que se ramifican por todo el cuerpo; utilizan solamente el oxgeno

disuelto en el agua.

Alimento: Ellos consumen gran cantidad de algas y otros microorganismos

asociados con el perifiton en ros o bien con el plancton en lagos. Muchas veces, este

consumo aumenta la productividad primaria, ya que se elimina tejido poco

productivo y se mineralizan los nutrientes.

Importancia Ecolgica: Los macroinvertebrados dulceacucolas juegan papelesimportantes dentro de todos los procesos ecolgicos de los sistemas acuticos; por

eso, la presencia o ausencia de algunas especies se asocia a la calidad de las aguas.

Amenazas: A nivel global existe una diversidad de amenazas para los

macroinvertebrados acuticos, las ms importantes relacionadas con la

contaminacin del cuerpo de agua, la perdida y alteracin de hbitat y la introduccin

de especies exticas.


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Caractersticas:

Son pequeas, entre un poco menos de un milmetro a diez milmetros de largo,

la mayora de las especies entre dos y tres milmetros.

Su contorno del cuerpo es oval en general, a veces alargada con lados paralelosdel cuerpo.

La cabeza es algo en el protrax retirado (por lo general hasta los ojos) y desde

abajo por una proyeccin semicircular de Prosternums protegidas, las piezas

bucales estn dirigidas hacia abajo, nunca se extenda hacia adelante.

Son generalmente de color negro slido.

Ciclo de Vida:

Todo Elmidae ponen sus huevos en el agua y viven como larvas bajo el agua.

La eclosin despus de 5 a 15 das dependiendo del tipo de larvas de ir a travsde siete y cincuenta y cinco estadios. Las larvas suelen sentarse en la superficie

de piedras u otro sustrato duro y raspar el vivero orgnico (perifiton) a partir de

algas y otros organismos en la superficie.

Todas las especies se transforman en pupas fuera del agua. Para este propsito,

cavan una pequea cavidad en el suelo o debajo de las camas de musgo cerca de

la costa, algunas especies slo tiene que esperar el nivel de agua que cae del

verano y se convierten en agua.

Figura N 03: Cucaracha de agua (Limnius Volckmari)

Luego de la seleccin del agente Fitozoorremediador, se procedi a su recoleccin y

adaptacin; para luego ser incorporado al sistema de tratamiento.

1.5. Determinacin de Parmetros:

Los parmetros que se analizaron para la aplicacin del Sistema de Remediacin son:

En los Agentes Biorremediadores:


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Solidos Totales

Solidos Disueltos

Solidos Suspendidos

Solidos Sedimentables Azufre, Nitrito, Amonio, Fosfato y Hierro

DBO5

DQO

Coliformes Fecales

En los Agentes Fitozoorremediadores:

Observacin de la supervivencia y conteo de los macroinvertebrados en el agua

residual antes y despus del tratamiento.

Se debe tener en cuenta, que en el caso de los Agentes Biorremediadores, la determinacin de

los parmetros se realiz antes y despus del tratamiento, para as poder determinar la

eficiencia del sistema de tratamiento.

Con respecto a los agentes Fitozoorremediadores, se realiz el conteo y la observacin de la

adaptacin de los macroinvertebrados antes y despus de que el agua residual pasara a ser

tratada por el agente Biorremediador.

1.6.

Caracterizacin del Sistema de Biorremediacin:

El sistema de Biorremediacin est conformado por un pre-tratamiento, tratamiento primario,

tratamiento secundario (Agente Biorremediador: Berro de agua) y finalmente se emplea al

agente Fitozoorremediador (Agente Fitozoorremediador: Cucaracha de agua) como indicador

de la calidad del agua tratada.

1.6.1. Pre-tratamiento:

Unidad donde el agua residual recibe un tratamiento preliminar donde se puede aplicar loscribados o desarenadores.

1.6.2. Tratamiento primario:

Unidad donde se remueven los slidos orgnicos e inorgnicos sedimentables del agua

residual, con la finalidad de disminuir la carga en el tratamiento biolgico. Los procesos de

tratamiento que se pueden aplicar son el empleo de tanque inmhoff, tanque de

sedimentacin o de flotacin.


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1.6.3. Tratamiento Biolgico (Aplicacin del agente Biorremediador):

Luego del tratamiento primario el agua residual seguir con el proceso de purificacin

mediante el empleo del Berro de agua (Agente Biorremediador), en este caso se aplic la

Fitorremediacin como tratamiento secundario.

1.6.4. Indicador de Calidad del agua (Aplicacin del agente Fitozoorremediador):

Finalmente terminado el proceso de tratamiento secundario se emple la Cucaracha de agua

como indicador de la calidad del agua tratada, el agente Fitozoorremediador tambin fue

empleado antes del tratamiento biolgico; para as determinar la eficiencia del tratamiento

mediante el empleo del Berro, sin la necesidad de realizar un anlisis de laboratorio.

Figura N 04: Sistema de Biorremediacin


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V. RESULTADOS:

Resultados del anlisis fisicoqumico y bacteriolgico del agua residual antes y despus del

tratamiento biolgico, empleando al Berro de aguacomo Agente Biorremediador son:

Tabla N 01: Datos con el Agente Biorremediador

Parmetros analizados Antes del tratamientobiolgico

Despus deltratamiento biolgico

Solidos Sedimentables 0.09 mg/L/H 0.02 mg/L

Solidos Totales 480 mg /L 110 mg/L

Solidos Suspendidos 150 mg/L 50 mg/L

Solidos Disueltos 330 mg/L 60 mg/LAzufre 0.012 mg/L 0.002 mg/L

Nitrato 0.120 mg/L 0.020 mg/L

Amonio 0.021 mg/L 0.005 mg/L

Fosfato 0.180 mg/L 0.010 mg/L

Hierro 0.290 mg/L 0.000 mg/L

DBO5 249.6 mg/L 51.2 mg/L

DQO 397.01 mg/L 90.98 mg/L

Coliformes Fecales 24 x 105 NMP/100 ml 35 x 103NMP/100 ml

La reduccin de los Solidos Sedimentables fue de un 77.78%:

Antesdel T.B.

Despus delT.B.

Solidos Sedimentables 0.09 0.02

0.09 mg/L/H

0.02 mg/L/H

G r a f i co N 0 1: R e s u l ta d o s d e l o s S o l i do sSedim en t ab l es

Grafico N01: Resultados de los Solidos Sedimentables


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La reduccin de los Solidos Totales fue de un 77.08%, la de los Suspendidos un

66.67% y la de Disueltos un 81.82%:

L reduccin del S fue de un 83.33%, la del NO2 un 83.33%, la del NH4 un 76.19%, la

del PO4 un94.44% y la del Fe un 100%:

La reduccin de la DBO5 fue de un 80.45% y la de DQO un 77.28%:

S.T. S.S. S.D.Antes del T.B. 480 150 330

Despus del T.B. 110 50 60

480mg/L

150 mg//L

330 m/L

110 mg/L50 mg/L 60 mg/L

Resulatados de los Solodos Totales, Suspendidos y disueltos

S NO2 NH4 PO4 FeAntes del T.B. 0.012 0.120 0.021 0.180 0.290

Despus del T.B. 0.002 0.020 0.005 0.010 0.000

0.012 mg/L

0.120 mg/L

0.021 mg/L

0.180 mg/L

0.290 mg/L

0.002 mg/L 0.020 mg/L 0.005 mg/L 0.010 mg/L 0.00.000 mg/L

Resultados del S, NO2, NH4, PO4, Fe

DBO5 DQOAntes del T.B. 249.60 397.01

Despus del T.B. 51.20 90.98

249.60 mg /L

397.01 mg/L

51.20 mg/L90.98 mg/L

Grafico N04: Resustados de la DBO5 y DQO

Grafico N02: Resultados de los Solidos Totales, Suspendidos y disueltos

Grafico N03: Resultados del S, NO2, NH4, PO4, Fe


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La reduccin de los Coliformes Fecales Fue de un 98.54%:

Resultados de la observacin de la supervivencia y conteo de los macroinvertebrados en el

agua residual antes y despus del tratamiento biolgico, empleando a la Cucaracha de agua

como Agente Fitozoorremediador son:

Parmetros analizadosAntes del

tratamientobiolgico

Despus deltratamiento

biolgico

Numero de Cucarachas de aguavivas al inicio del proceso. 8 8

Numero de Cucarachas de aguavivas despus del proceso.

5 8

Antes delT.B.

Despusdel T.B.

Coliformes Fecales 2400000 35000

24x105NMP/100 mL

35x103NMP/100 mL

Resultados de los Coliformes Fecalles


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VI. DISCUSIONES:

En el presente trabajo de investigacin realizado en nuestra Ciudad de Huaraz, sobre el empleo

de Agentes Biorremediadores y Fitozoorremedores en el tratamiento de las Aguas Residuales

provenientes de la Descarga de Chaiwa a travs del Berro como un Fitorremediador y la

Cucaracha de agua como indicador de calidad del agua tratada, se demostr que el tratamiento

es eficiente en la disminucin de los contaminantes de las aguas residuales, debido a que se

redujo la concentracin de estos, lo cual se determin a travs de parmetros fisicoqumicos

analizados en laboratorio y mediante el empleo del micro invertebrado como indicador de

calidad del agua tratada (despus del tratamiento).

El tratamiento Biolgico realizo una remocin del 77.78% de Solidos Sedimentables, 77.08%de Solidos Totales, 66.67% de Solidos Suspendidos, 81.82% de Solidos Disueltos, 83.33% de

Azufre, 83.33% de Nitrato, 76.19% Amonio, 94.44% de Fosfato, 100% de Hierro, 80.45% de

DBO5, 77.28% de DQO y 98.54 % de Coliformes Fecales.

Tambin se pudo observar que el nmero de indicadores de calidad del agua tratada antes

del proceso de tratamiento biolgico tuvieron una baja de 3 macroinvertebrados, mientras

que despus del tratamiento estos no presentaron baja alguna.

VII. CONCLUSIN:

El mtodo de Biorremediacin es eficiente para la recuperacin de las aguas superficiales del

rio Santa; ya que, se redujo el grado de contaminantes de las aguas residuales provenientes de

la descarga de Chaiwa, utilizando el Berro de agua (agente Biorremediador) y la cucaracha de

agua (agente Fitozoorremediador) como indicador de la calidad del agua tratada.


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VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS:

http://www.argenbio.org/index.php?action=novedades&note=202

http://oldearth.wordpress.com/microbios-en-accion/biorremediacion-i-una-estrategia-

para-eliminar-contaminantes-respetuosa-con-el-medio-ambiente/

http://es.wikipedia.org/wiki/Macroinvertebrado

http://www.monografias.com/trabajos82/macroinvertebrados-rio-

combeima/macroinvertebrados-rio-combeima3.shtml#ixzz3JGGDBRtw
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IX. ANEXOS:

Figura N 01: Descarga de aguas residuales

Figura N 02: Materiales empleados en el Sistema de tratamiento

Figura N 03: Recoleccin de Agentes Biorremediadores y Fitozoorremediadores


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Figura N 04: Anlisis de la muestra de agua en laboratorio.

Figura N 05: Sistema de Biorremediacin

Agentes Biorremediadores y Fitozoorremediadores

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