Qualidade da água do rio Corumbataí: projeto políticas públicas
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- Beatriz Andrade da Fonseca
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1 Qualidade da água do rio Corumbataí: projeto políticas públicas Regina Teresa Rosim Monteiro 1, Maria Alice P. F. dos Santos 2, Tâmara Guindo Messias 2, Gláucia Maria Jardim 2, Paula Munhoz Antunes Zambetta 2 e Eduardo Dutra de Armas 2 RESUMO - Com apoio do Projeto de Políticas Públicas, FAPESP: Avaliação da qualidade da água e sedimento da sub-bacia do Rio Corumbataí através de bioensaios, uma equipe de pesquisadores do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP) e outras instituições como: Serviço Municipal de Água e Esgoto de Piracicaba (SEMAE), Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB), (Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI), Coordenadoria da Defesa Agropecuária (CDA), Comitê de Bacias PCJ, Consórcio de Bacias PCJ, UNESP/Rio Claro, CNPMA/Embrapa, ONG Mãe Natureza, dentre outros, avaliaram a bacia do rio Corumbataí em três fases. Na fase I foi dada ênfase ao reconhecimento físico-ambiental da bacia e interações entre os integrantes. Na Fase II, propôs-se a obtenção de resultados de análises de toxicidade, metais e de resíduos de pesticidas de diversos pontos da bacia. Simultaneamente foram realizados estudos de técnicas de modelagem associadas aos sistemas de informações geográficas, os quais subsidiaram a avaliação de riscos de contaminação. Na Fase III, o CENA, SEMAE, a Prefeitura Municipal de Piracicaba elaboraram planejamento para difundir os testes de toxicidade para os professores de ciências das escolas municipais, os quais estão utilizando esses testes em aulas práticas para enfatizar a importância da água limpa para a vida. ABSTRACT A Project carried out with FAPESP support: Assessment of water and sediment quality of Corumbatai river basin by bioassays by a team of several institution such as: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP); Serviço Municipal de Água e Esgoto de Piracicaba (SEMAE); Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB); (Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI); Coordenadoria da Defesa Agropecuária (CDA); Comitê de Bacias PCJ; Consórcio de Bacias PCJ; UNESP/Rio Claro; CNPMA/Embrapa; ONG Mãe Natureza. The evaluation of Corumbatai river basin was developed in three stages. On the first, was emphasized a recognition of the region and an effort on integration with the time components. Na fase I foi dada ênfase ao reconhecimento físico-ambiental da bacia e interações entre os integrantes. Na Fase II, propôs-se a obtenção de resultados de análises de toxicidade, metais e de resíduos de pesticidas de diversos pontos da bacia. Simultaneamente foram realizados estudos de técnicas de modelagem associadas aos sistemas de informações geográficas, os quais subsidiaram a avaliação de riscos de contaminação. Palavras Chave: Herbicidas, Bioensaios, Metais
2 1- Introdução Avaliações da água e sedimento do rio Corumbataí com apoio do Projeto de Políticas Públicas, financiado pela FAPESP, intitulado: Avaliação da qualidade da água e sedimento da sub-bacia do Rio Corumbataí através de bioensaios foi realizado de 2002 a Este projeto consistiu na união de equipe de pesquisadores do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP) e de outras instituições como: Serviço Municipal de Água e Esgoto de Piracicaba (SEMAE), Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB), (Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI), Coordenadoria da Defesa Agropecuária (CDA), Comitê de Bacias PCJ, Consórcio de Bacias PCJ, UNESP/Rio Claro, CNPMA/Embrapa, ONG Mãe Natureza, dentre outros. Foram três fases de desenvolvimento. Na primeira fase do projeto foi dada ênfase ao reconhecimento e detalhamento físico-ambiental da bacia do Corumbataí e dos estabelecimentos de interações deste grupo do CENA/USP e SEMAE com a Prefeitura de Piracicaba, CETESB e outros órgãos, potencializando os resultados a fim de evitar repetições. Na Fase II, propôs-se a obtenção de resultados de análises, em amostragens trimestrais, de toxicidade, metais e de resíduos de pesticidas na água e sedimento de diversos pontos da bacia. Simultaneamente a estas análises foram realizados estudos de aplicações de técnicas de modelagem associadas aos sistemas de informações geográficas, os quais subsidiaram a avaliação de riscos de contaminação, e estabeleceram prognósticos para tomadas de medidas dos órgãos de gestão e de fiscalização da Bacia do Corumbataí. Na Fase III, o CENA, SEMAE, a Prefeitura Municipal de Piracicaba elaboraram um planejamento para difundir o conhecimento dos testes de toxicidade para os professores de ciências do ensino fundamental das escolas municipais e estaduais, os quais estão utilizando esses testes em aulas práticas, com os alunos, para enfatizar a importância da água limpa para a vida. Os resultados estão sendo divulgados na forma de palestras, cursos e publicações em revista especializadas. Aqui mostraremos os resultados dos testes de toxicidade realizados através de bioensaios, relacionados com sedimento, concentrações de espécies químicas inorgânicas e herbicidas. Mais informações sobre o projeto estão no sítio Os ecossistemas aquáticos são os principais corpos receptores de muitas substâncias tóxicas geradas em atividades industriais, agrícolas e domésticas. Muitas vezes, esses ecossistemas são capazes de assimilar e neutralizar essas substâncias tóxicas, através de mecanismos físicos, químicos e biológicos. Entretanto, quando os contaminantes excedem a capacidade de depuração dos corpos d água, os organismos que lá vivem podem sofrer efeitos em sua sobrevivência, crescimento, desenvolvimento, reprodução, ou mesmo em seu comportamento (Cooney, 1995).
3 Assim, devido a esses fatores, os rios e mananciais próximos às cidades vêm sofrendo rápida degradação, e os serviços públicos de abastecimento de água cada vez mais têm se deparado com situações críticas em relação à qualidade da água a ser fornecida à população. Somado a isso as autoridades ambientais têm exigido, através de leis, condições mais restritas da qualidade da água servida à população. A Resolução CONAMA 357 de março de 2005, estabelece padrões e define os limites máximos permissíveis para a qualidade dos ambientes aquáticos em termos de coliformes totais e fecais, diversas substâncias químicas, como: metais, hidrocarbonetos e pesticidas. Esta resolução atualizou a Resolução Nº. 20 de 1986 e incluiu a Ecotoxicologia como uma ferramenta para indicação da toxicidade para alguns organismos aquáticos padronizados. A sub-bacia do Rio Corumbataí assume uma importância regional para a população que é abastecida por suas águas, porque seu consumo para fins domiciliares e industriais exige a conservação dos padrões estabelecidos de qualidade, que atualmente vem apresentando alterações pelo crescente lançamento de efluentes, modificando suas características de autodepuração (Palma- Silva, 1999). A atividade industrial concentra-se: na área urbana de Rio Claro, com diversas indústrias químicas, alimentícias e de bebidas; na região de Santa Gertrudes, com diversas indústrias de cerâmicas e na área próxima à foz do rio, em que predominam metalúrgicas e atividades das indústrias sucroalcooleira (Palma Silva, 1999, Jardim, 2004). Esta bacia é formada pelos rios Corumbataí, Passa Cinco, Cabeça e Ribeirão Claro, entre outros de porte menor. O Rio Corumbataí integra a bacia do rio Piracicaba, formada também pelos rios Atibaia e Jaguari, localizando-se em uma região de crescimento econômico e industrial acelerado (Atlas Ambiental da bacia do Rio Corumbataí O interesse pelos testes de toxicidade tem se expandido devido às limitações encontradas nas respostas das análises químicas de laboratório e que demandam tempo, materiais bastante caros e pessoal altamente treinado. Os bioensaios fornecem respostas rápidas, seguras e também respostas sobre os efeitos produzidos por misturas complexas de substâncias químicas tóxicas (Bertoletti, 1990). 2 Objetivos Apresentar resultados de monitoramento de espécies químicas inorgânicas, resíduos de herbicidas e testes de toxicidade realizados com sedimento do rio Corumbataí em diferentes épocas e diversos pontos de amostragem. 3 - Metodologia
4 As amostras de água e sedimento foram coletadas conforme descrito em Armas et al. (2005, 2007), em sete pontos distintos ao longo da bacia do Corumbataí (Fig 1). As amostras de água foram armazenadas em frascos de polietileno de 1 L, acondicionadas em caixa térmica com gelo e transportadas ao laboratório, e mantidas a 4ºC, sendo as análises efetuadas em um prazo máximo de três dias, para os bioensaios e para análises de pesticidas foram congeladas a -20ºC. As amostras de sedimento foram armazenadas em sacos plásticos previamente identificados, acondicionadas, em caixas térmicas, transportadas até o laboratório e os bioensaios iniciados no máximo após uma semana da coleta (Burton, 1992). Para os pesticidas e metais foram congeladas a -20ºC até análise. Os bioensaios foram realizados conforme descrito em Jardim (2004), Blaise et al. (2000), Blaise e Férard (2005), Blaise e Kusui (1999), Dutka,(1997), Fonseca (1997). P1 Analândia Montante P2 Analândia Jusante P3 Corumbataí Montante P4 Corumbataí Jusante P5 Rio Claro Montante P6 Rio Claro Jusante P7 Piracicaba Figura 1 Pontos de coleta Resultados e discussão Metais A presença de metais nos sedimentos foi avaliada por Zambetta (1996) comparando quatro épocas de coleta, duas na estação seca e duas na estação de chuvas. Observou-se que há diferença significativa entre as épocas para os metais Al, Cd, Cr,Fé, Mn e Sr. As amostras de novembro de2004, foi realizada na ocorrência das primeiras chuvas, após um período longo de estiagem ocorrendo a maior concentração de metais observada em todos os Pontos. O Ponto 7, próximo a foz,
5 apresenta concentrações significativamente superiores a todos os outros pontos, principalmente com relação aos elementos Cobre, Níquel e chumbo. Foi observado que a deposição de partículas na bacia é baixa, pois a granulometria do sedimento é arenosa (ao redor de 98%), com o conteúdo de carbono variando de 0,015 a 0,88% e apresentando frações argilosas e siltosas (< 63 µm) baixas (2%), as quais tendem a manter-se em suspensão formando os sólidos em suspensão, com granulometria mais fina, maior teor de carbono e nitrogênio e são os responsáveis pelo transporte de metais adsorvidos ao longo do rio. Uma média de coleta de 60 L de água em 18 novembro de 2004 e 14 fevereiro de 2005, os sólidos em suspensão amostrados no Ponto 6, transportaram em valores de kg dia -1, ao redor de: 7 mil de alumínio, 5 mil de ferro, 184 de manganês, 9 de cobre, 5 de cromo, 4 de chumbo, 4 de estrôncio, 3 de níquel, 0,66 de arsênico e 0,18 de cádmio. Em fevereiro foi observado mercúrio 0,18 kg dia -1. As concentrações de Cd e chumbo nos sólidos em suspensão é superior 8 e 113 vezes, respectivamente, às encontradas no sedimento. A média dos metais totais encontrados nos sedimentos nas quatro coletas são apresentados na Tabela 1 estão abaixo dos valores preconizados para sedimento de rios pela CETESB, Tabela 1 - Concentração média de metais totais no sedimento (mg kg -1 ) de quatro coletas: março, agosto e novembro de 2004 e fevereiro de Cetesb, 2005 Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4 Ponto 5 Ponto 6 Ponto 7 Tel ug/g Pel ug/g As 0,297 0,226 0,181 0,224 0,186 0,258 1,151 5,9 17 Cd 0,365 0,407 0,316 0,292 0,255 0,385 0,728 0,6 3,5 Cr 1,741 2,934 2,042 1,743 1,585 4,036 15,011 37,3 90 Cu 0,750 1,678 0,476 0,711 0,996 1,433 17,624 35,7 197 Hg 0,012 0,011 0,019 0,010 0,012 0,008 0,036 0,17 0,48 Ni 0,513 0,773 0,424 0,576 0,668 0,734 12, ,9 Pb 1,387 1,858 1,511 1,816 1,984 3,079 9, ,3 Sr 1,293 3,068 1,172 2,053 2,145 2,929 15, Mn 61,86 86,03 83,71 72,08 82,38 83,12 377, Al 1.096, , , , ,5.697, ,6 - - Fe 4.656, , , , , , ,8 - - (Pel = probable effect level, ou seja, concentrações acima deste valor são frequentemente associadas a efeitos biológicos adversos; Tel = threshold effect level,ou seja, limiar onde raramente a concentração abaixo apresenta efeito biológico adverso. Os metais totais não fornece informações sobre a mobilidade, origem e biodisponibilidade para os organismos. Os metais foram então avaliados quanto a sua disponibilidade para os seres vivos, quantificando a concentração de metais trocáveis (Tabela 2 ). O elemento cádmio aparece em alta
6 concentração no Ponto 1 e no Ponto 7, cromo, cobre, níquel e chumbo aparecem no Ponto 2 em concentrações acima do Ponto 6, e no Ponto 7 todos os elementos estão acima das concentrações dos Pontos anteriores. Tabela 2 - Concentração média de metais biodisponíveis, de quatro coletas de sedimentos: março, agosto e novembro de 2004 e fevereiro de Metais trocáveis mg kg -1 Locais Al Cd Cr Cu Fe Mn Ni Pb Sr Ponto 1 123,21 0,13 0,32 0, ,00 32,26 0,04 0,97 0,51 Ponto 2 231,74 0,09 0,42 0, ,00 33,23 0,37 1,62 0,85 Ponto 3 129,32 0,06 0,27 0,26 708,09 37,44 0,04 0,49 0,55 Ponto 4 188,15 0,07 0,27 0,27 857,01 30,51 0,05 0,94 0,95 Ponto 5 198,74 0,07 0,27 0,34 857,67 55,96 0,07 0,87 0,98 Ponto 6 276,90 0,07 0,90 1,07 907,52 24,49 0,17 1,54 1,24 Ponto ,22 0,35 2,18 10, ,83 246,32 3,33 5,85 2,45 Pesticidas Avaliando através de consultas Armas et al. (2005), levantaram o consumo total de agrotóxicos na sub-bacia do rio Corumbataí no período de quatro anos (2000 a 2003), visando posterior monitoramento. Os herbicidas representam à classe de agrotóxicos mais empregada na cultura da cana-de-açúcar, sendo que no período de avaliação, foram os únicos produtos de uso declarado na unidade investigativa. Os herbicidas glifosato, atrazina, ametrina, 2,4-D, metribuzim, diurom e acetocloro representaram aproximadamente 85% do volume total de produtos consumidos de janeiro de 2000 a dezembro de Outros herbicidas foram considerados importantes apesar do baixo volume utilizado, mas grande freqüência de uso como: imazapir ou pela toxicidade e alta mobilidade como: sulfentrazona, trifloxissulfurom sódico, paraquate, tebutiurom e imazapique. Dentre os 24 ingredientes ativos identificados nesta área, alguns apresentaram consumo indistinto ao longo do ano, enquanto outros apresentaram um padrão sazonal de aplicação, o que permitiu um planejamento estratégico do monitoramento de resíduos nos corpos hídricos, de modo a otimizar custos e garantir a qualidade do processo de avaliação de exposição. Análise de monitoramento, por cromatografia gasosa e cromatografia líquida de alta eficiência mostrou resíduos na água em maior
7 concentração e frequencia que no sedimento, nos diferentes pontos amostrados. As classes das triazinas (ametrina, atrazina e simazina), das triazinonas (hexazinona), das isoxazolidinonas (clomazona) e da glicina substituída (glifosato) ocorreram em amostras de água, e concentrações mais elevadas foram encontradas no mês de novembro, 2004, coincidindo com o período inicial das chuvas. Amostras de sedimento evidenciaram traços de ametrina e glifosato. As triazinas foram detectadas em níveis mais elevados (ametrina, atrazina e simazina variando entre 0,7-2,9 µg L -1, 0,6-2,7 µg L -1 e 0,3-0,6 µg L -1, respectivamente), acima do padrão de potabilidade brasileira, Resolução CONAMA 357/05, definido para atrazina (2,0 µg L -1 ). A soma de herbicidas atingiu níveis de 2 a 13 vezes maior que o limite total estipulado para a Comunidade Européia (0,5 µg L -1 ) em alguns pontos do monitoramento. Apesar da Resolução não definir um padrão para ametrina, esta se mostra bastante presente nos pontos analisados e apresenta risco pela alta persistência e associado a sua toxicidade a crustáceos e moluscos (Armas et al, 2007). Bioensaios com Sedimento Aqui são mostrados os resultados de toxicidade encontrado nos sedimentos porque há um comprometimento maior da qualidade do sedimento do que na água quando se compara todos os resultados ( O teste da alga P. subcapitata mostrou ser o mais sensível dentre os testes realizados. O teste da espécie H. attenuata mostrou ser o segundo mais sensível, seguido por C. xanthus e D. magna. Pelo teste com C. xanthus parece indicar uma variação sazonal, que variava conforme o regime de chuvas, mas fica claro que a qualidade do sedimento vem piorando gradativamente, sendo que nas últimas duas coletas, apenas o Ponto 1 não apresentou toxicidade para C. xanthus (Tabela 3). Comparando o Ponto 1 e 2, o teste com C. xanthus mostrou toxicidade apenas em uma coleta no Ponto 1, e em quatro delas houve registro de toxicidade no Ponto 2 (Tabela 3); no teste com D. magna, os valores de toxicidade dos dois pontos são equivalentes, não diferindo muito entre si (Tabela 4); no teste com H. attenuata (Tabela 5), não houve registro de toxicidade em nenhum dos dois pontos, com exceção apenas da coleta de Novembro/2004, onde se observou toxicidade no Ponto 2; no teste com P. subcapitata (Tabela 6), os valores de toxicidade em geral ou são equivalentes ou são maiores no Ponto 2. Comparando todos os pontos observa-se a toxicidade crescente na direção nascente foz, sendo que concentrações menores do elutriato do sedimento podem lesar 50% nos organismos testes, como observado nas Tabelas 3, 4, 5 e 6.
8 Tabela 3. Classificação do grau de toxicidade (*) para larvas de Chironomus xanthus expostas (96 h) a amostras de sedimento coletadas no Rio Corumbataí. Pontos Nov/04 fev/05 mai/05 set/05 dez/05 mar/06 jun/06 set/06 de coleta 1 Não tóxico Não tóxico Não tóxico Tóxico Indício tox. Não tóxico Não tóxico Não tóxico 2 Não tóxico Tóxico Indício tox. Não tóxico Indício tox. Não tóxico Tóxico Tóxico 3 Não tóxico Indício tox. Não tóxico Tóxico Tóxico Indício tox. Tóxico Indício tox. 4 Não tóxico Indício tox. Não tóxico Tóxico Tóxico Não tóxico Tóxico Indício tox. 5 Não tóxico Não tóxico Não tóxico Tóxico Indício tox. Não tóxico Indício tox. Tóxico 6 Não tóxico Não tóxico Não tóxico Tóxico Indício tox. Tóxico Tóxico Tóxico 7 Não tóxico Indício tox. Tóxico Tóxico Tóxico Tóxico Indício tox. Tóxico * Não tóxico: 0 a 20% de mortalidade; Indício de toxicidade: 21% a 40% de mortalidade; Tóxico: > 40%. Tabela 4. Valores de CL 50 (48 h) para elutriatos de sedimento, coletados no Rio Corumbataí, para Daphnia magna. Pontos de Coleta Nov/04 fev/05 mai/05 set/05 dez/05 mar/06 jun/06 set/ ,5% 77,3% 97,5% 89,8% 97,5% 80,8% 86,6% 99,5% 2 93,6% 78,7% N.T. 83,9% N.T. 78,6% 84,3% 99,5% 3 85,1% 68,5% 98,7% N.T. 97,2% 86,6% 77,8% N.T. 4 86,6% 72,1% N.T. N.T. N.T. N.T. 87,4% N.T. 5 N.T. 72,6% N.T. N.T. 98,1% N.T. 90,9% 96,7% 6 N.T. 100,0% N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. 7 N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T.: amostras não tóxicas. Tabela 5. Valores de CE 50 (96 h) para elutriatos de sedimento, coletados no Rio Corumbataí, para Hydra attenuata. Pontos de Coleta Nov/04 fev/05 mai/05 set/05 dez/05 mar/06 jun/06 set/06 1 N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. 2 26,0% N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. N.T. 3 14,3% N.T. N.T. 96,9% N.T. 86,6% N.T. N.T. 4 23,6% N.T. N.T. 95,3% N.T. 80,7% N.T. 96,4% 5 43,7% N.T. N.T. 96,5% 93,1% 77,1% N.T. N.T. 6 22,6% N.T. N.T. 26,0% 96,5% 62,5% 75,8% N.T. 7 17,1% N.T. 70,1% 22,3% 57,7% 38,7% N.T. 86,6% N.T.: amostras não tóxicas.
9 Tabela 6. Valores de CI 50 (72 h) para elutriatos de sedimento, coletados no Rio Corumbataí, para Pseudokirchneriella subcapitata. Pontos De coleta nov/04 fev/05 mai/05 set/05 dez/05 mar/06 jun/06 set/ ,8% N.T. 73,2% 30,8% N.T. 35,5% 53,1% 62,4% 2 95,1% 30,9% 84,3% 30,8% 40,7% 47,5% 34,5% 79,9% 3 N.T. 29,3% N.T. 20,6% 78,4% 35,2% 87,8% 94,1% 4 98,1% 91,4% 89,9% 30,4% 23,7% 76,2% 23,9% 48,2% 5 N.T. 98,2% 88,8% 14,2% 6,6% 94,3% 24,7% 92,8% 6 94,2% 88,0% 75,0% 28,2% 21,5% 52,8% 24,2% 68,1% 7 61,6% 92,1% 12,1% 8,3% 17,2% 53,6% 8,6% 37,6% N.T.: amostras não tóxicas. Conclusão Os bioensaios mostram toxicidade coincidentes com os resultados de concentrações elevadas dos elementos químicos e de presença de herbicidas. A toxicidade foi observada na proximidade da nascente até a foz em pelo menos uma época de amostragem. Bibliografia ARMAS, E.D Biogeodinâmica de herbicidas utilizados em cana de açúcar (Saccharum spp.) na subbacia do rio Corumbatai. Tese de doutorado em Ecologia de Agroecossistemas. ESALQ/CENA, Universidade de São Paulo. Piracicaba, ARMAS, E.D.; MONTEIRO,R.T.R.; AMÂNCIO, A.V.; CORREA,R.M.L.; GUERCIO, M.A. Uso de agrotóxicos em cana-de açúcar na bacia do rio Corumbataí e o risco de poluição hídrica. Química Nova, v.28, n.6, p , 2005 ARMAS, E.D.; MONTEIRO,R.T.R.; ANTUNES, P.M.; SANTOS, M.A.P.F. & CAMARGO, P.B. Diagnóstico espaço-temporal da ocorrência de herbicidas nas águas superficiais e sedimentos do Rio Corumbataí e principais afluentes. Química Nova, v. 30, n. 5, p , ASSOCIAÇAO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13373: Ecotoxicologia aquática toxicidade crônica método de ensaio com Ceriodaphnia spp. (Crustacea, Cladocera). Rio de Janeiro: ABNT, p. BERTOLETTI, E. Toxicidade e concentração de agentes tóxicos em efluentes industriais. Ciência e Cultura, v.42, p , BLAISE, C. & FÉRARD, J.F. (Ed.) Small-scale freshwater toxicity investigations. Volume 1: Toxicity tests methods. Dordrecht, The Netherlands, Springer, p. BLAISE, C.; FORGET, G. & TROTTIER, S. Toxicity screening of aqueous samples using a costeffective 72-h exposure Selenastrum capricornutum assay. Journal of Environmental Toxicology: Special Issue: Watertox Bioassays, v.15, p , 2000.
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