檔案消毒滅菌新方法

——臭氧消毒房的實(shí)用性、功效及影響探析

彭遠(yuǎn)明

（國防大學(xué)政治學(xué)院，上海200433）

檔案入庫前，必須實(shí)施消毒滅菌；館藏檔案也應(yīng)適時進(jìn)行消毒處理，以確保入庫檔案與館藏檔案的安全。檔案消毒滅菌有多種方法，其中利用臭氧進(jìn)行殺菌是在醫(yī)療、環(huán)境等領(lǐng)域使用的一種通用方法，過去也在一些檔案館、圖書館進(jìn)行過使用。

臭氧是一種強(qiáng)氧化性的氣體，具有明顯的消毒殺菌效率，已經(jīng)有不少文獻(xiàn)介紹過這方面的成果與方法。早在1992年李景仁在中國圖書館學(xué)報(bào)上撰文提出臭氧濃度在20mg/M3,3~4小時能有效地殺滅霉菌，并說明在此條件下黑色油墨字跡的色差值在1.5，沒有明顯的變化。王慶偉等撰文指出臭氧法用于檔案消毒既有正面的作用，也有負(fù)面的影響。隋群、王葵英撰文談到了臭氧消毒對檔案紙張、字跡及聲像檔案的破壞，特別指出消毒后的殘留物(即臭氧)對檔案保存的危害。以上文獻(xiàn)表明人們對臭氧消毒的擔(dān)心和顧慮，一是對于檔案材料研究不多，范圍較窄，缺乏代表性；二是作用時間偏長，會對檔案材料存在破壞性；三是殘留物(即臭氧)對后期保管的危害性，特別是臭氧對檔案的副作用及臭氧泄露的危害性，這是臭氧消毒方法的顧慮所在，也使得檔案界同人在選擇臭氧消毒時小心謹(jǐn)慎。本文擬就一種新的臭氧消毒方法——臭氧消毒房技術(shù)的殺菌功效、臭氧泄露情況，以及該法對檔案材料的實(shí)際影響進(jìn)行研究，從而確定臭氧消毒房的適用性及其對檔案材料及環(huán)境、人員的安全性。

1臭氧消毒房的結(jié)構(gòu)、原理及工作方式

消毒滅菌是檔案保護(hù)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。目前，檔案消毒主要有：一是對新進(jìn)館入庫檔案的實(shí)時消毒滅菌；二是對館藏重要檔案的定期消毒；三是對霉變檔案的專業(yè)化檔案消毒處理。實(shí)施的檔案消毒方法有：藥物熏蒸法、紫外線輻射法、低溫冷凍法、缺氧及真空充氮法、微波消毒法及臭氧法等。

臭氧消毒法是利用臭氧分子很強(qiáng)的氧化性，顯著地破壞有害生物的細(xì)胞，達(dá)到殺菌的目的。高濃度臭氧氣體對檔案進(jìn)行臭氧消毒，處理時間短，消毒效果好，對害蟲及微生物殺滅率高。如何有效地消除臭氧泄露是本方法重點(diǎn)考慮的問題。

1.1儀器結(jié)構(gòu)

臭氧消毒房是一套由消毒柜體、檔案運(yùn)輸車、臭氧發(fā)生器、臭氧分解與監(jiān)測器等設(shè)備組成的、由微電腦

程序控制的、具有觸摸屏人機(jī)對話式界面的成套設(shè)備。這種循環(huán)對流臭氧消毒房(專利號2007100437901）采用國際先進(jìn)的臭氧生產(chǎn)技術(shù)和進(jìn)口部件，與微電子電腦技術(shù)相結(jié)合，專門為檔案館(室)研制的殺滅有害微生物的消毒設(shè)備，主要解決檔案接收、保管中實(shí)時消毒的問題。

臭氧消毒房是一個獨(dú)立的空間，可設(shè)計(jì)安裝在檔案接收室、庫房及接待閱覽大廳附近，便于對檔案進(jìn)行同步、實(shí)時的消毒處理。其工作原理流程見圖1。

圖1 臭氧消毒房的工作原理流程圖

該設(shè)備結(jié)合多種自控、測控和過程控制方式，對特定消毒對象進(jìn)行菜單式設(shè)置運(yùn)行，以臭氧氣體作為消毒因子，采用雙循環(huán)對流技術(shù)，通過臭氧發(fā)生器對空氣進(jìn)行電離產(chǎn)生臭氧，不使用化學(xué)添加劑即可對紙質(zhì)檔案進(jìn)行消毒處理，殺滅霉菌、致病菌等微生物，并可自行將殺菌后的臭氧氣體還原成氧氣，達(dá)到避免檔案霉變及被臭氧損壞的目的。

1.2工作原理

臭氧消毒房采用臭氧氣體進(jìn)行消毒滅菌，作用時間只需30分鐘~60分鐘，效果明顯，效率也高。其作用過程分三個階段：

一是臭氧產(chǎn)生。發(fā)揮消毒作用的臭氧氣體是由設(shè)備在開機(jī)一段時間后，利用箱體內(nèi)空氣中的氧氣轉(zhuǎn)化而來的:3O₂→2O₃(一般采用紫外線的光輻射，伴光輻射有臭氧氣味：O₂→2O，O+O₂→O₃)；特定濃度的臭氧氣體可以根據(jù)工況需要而定量化產(chǎn)生。

二是臭氧作用。產(chǎn)生的臭氧利用其強(qiáng)烈的氧化作用力對檔案及箱體空間進(jìn)行消毒滅菌處理,30~60分鐘后。

三是臭氧消除。消毒處理結(jié)束后，大部分氣體消耗于消毒殺菌，剩余的臭氧氣體再由設(shè)備進(jìn)行臭氧的轉(zhuǎn)化，變成正常狀態(tài)下的氧氣:20₃→30₂.該過程防范了臭氧的泄露及臭氧對檔案及周圍環(huán)境的影響。

與此同時，在整個消毒過程中，臭氧消毒箱體內(nèi)是一個負(fù)壓狀態(tài)，即箱體內(nèi)的壓力大于箱體外部的壓力，其結(jié)果是外部的空氣能夠不斷地進(jìn)行箱體內(nèi)，而箱體內(nèi)的臭氧氣體卻不能往外部飄散，從而使得整個箱體內(nèi)部及周邊，沒有臭氧氣體的泄露。

這種處理方法，消除了人們對臭氧氣體對檔案的持續(xù)作用帶來的危害，以及尾氣的殘留和泄露對人和環(huán)境的危害的思想顧慮。

1.3消毒工作方式

臭氧消毒房技術(shù)，控制臭氧濃度，對檔案中細(xì)菌和病毒的殺菌率高，能高效殺滅檔案介質(zhì)上的細(xì)菌、病毒等微生物。消毒室內(nèi)臭氧氣體濃度：≥100mg/ m3，在該條件下持續(xù)30分鐘；一次四輛車可消毒檔案1000冊以上，工作容量大；消毒時間快，利用臭氧消毒只需短短1小時。

檔案消毒房的運(yùn)輸車可用來承裝、運(yùn)送待消毒的檔案。工作人員隨時可將接收或利用后返回的檔案放置于檔案運(yùn)輸車上，裝滿后，可將檔案運(yùn)輸車推進(jìn)消毒倉進(jìn)行消毒。消毒結(jié)束后，將檔案運(yùn)輸車?yán)?，然后直接推到檔案庫房，將檔案拿下放入檔案密集架中。綜合檔案館安裝檔案消毒房成套設(shè)備可使檔案消毒工作與檔案利用、接收工作同步進(jìn)行。

為研究和認(rèn)證臭氧消毒房對檔案微生物的滅殺能力、對檔案材料的影響情況，以及臭氧泄露和環(huán)境污染狀況，特進(jìn)行了以下滅菌適用性和材料安全性實(shí)驗(yàn)。

2臭氧消毒房殺菌功效的適用性認(rèn)證研究

2.1基本工況條件

2.1.1儀器與設(shè)備

儀器：MJP_250霉菌培養(yǎng)箱(WS-0009)、BIO-Ⅱ-A型生物安全柜

消毒滅菌儀器：臭氧消毒房(高創(chuàng)GCXD-8000)

2.1.2霉菌平板的制備

陽性菌種：黑曲霉(ATCC 16404)。稱取沙氏瓊脂干粉28克放于400毫升蒸餾水中，攪拌溶解，高壓115℃15分鐘。再用接種環(huán)在黑曲霉斜面上挑取一環(huán)，劃于沙氏平皿上，倒置于培養(yǎng)箱28℃，培養(yǎng)7天。

2.1.3樣品試管檢驗(yàn)

將盛有棉拭子的試管在手心震蕩80次，用1毫升移液槍反復(fù)吹吸，使霉菌(黑曲霉)孢子充分散開。再吸取2毫升試液，分別注入兩個滅菌平皿內(nèi)，每皿1毫升。另取1毫升注入9毫升鹽水管內(nèi)，制成稀釋液。然后取2毫升稀釋液，分別注入兩個滅菌平皿內(nèi)，每皿1毫升。最后倒入冷卻至40℃的沙氏瓊脂內(nèi)，待瓊脂凝固后，倒置于培養(yǎng)箱28℃，培養(yǎng)7天。

2.2檢測及殺菌處置步驟

2.2.1檢測項(xiàng)目與依據(jù)

檢測項(xiàng)目：霉菌(黑曲霉)

檢測依據(jù)：GB/T 18204.4-2013(6)《公共場所衛(wèi)生檢測方法第四部分：公共用品用具微生物》

檢測項(xiàng)目：臭氧氣體

檢測依據(jù)：GB/T 18204.2-2014(12.2)《公共場所衛(wèi)生檢測方法第二部分：化學(xué)污染物》

評價依據(jù)：GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》

檢測項(xiàng)目：有害氣體

檢測依據(jù)：甲醛：GB/T 18204.2-2014(7.2)《公共場所衛(wèi)生檢測方法第二部分：化學(xué)污染物》

氨：GB/T 18204.2-2014(8.1)《公共場所衛(wèi)生檢測方法第二部分：化學(xué)污染物》

TVOC：GB 50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范  附錄G：室內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機(jī)物(TVOC)測定》

苯：GB 50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范  附錄F：室內(nèi)空氣中苯的測定》

氧：GB/T 16147-1995《空氣中氡濃度的閃爍瓶測量方法》

評價依據(jù)：GB 50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》

2.2.2殺菌過程

選用兩臺同型號儀器GCXD-8000，定為機(jī)器A、機(jī)器B，設(shè)定不同工作條件。

機(jī)器A運(yùn)行時間:60分鐘，其中實(shí)際殺菌時間為5~35分鐘，實(shí)際殺菌時長為30分鐘。

機(jī)器B運(yùn)行時間:85分鐘，其中實(shí)際殺菌時間為5~65分鐘，實(shí)際殺菌時長為60分鐘。

2.3消毒滅菌效果的檢測與認(rèn)證結(jié)果分析

2.3.1對檔案有害生物的消毒滅菌效果

認(rèn)證一：GCXD-8000滅殺霉菌(黑曲霉)的檢測 認(rèn)證

選定黑曲霉作為對象，檢測GCXD-8000型全自動臭氧消毒房滅殺黑曲霉(ATCC 16404)的效果，其檢測結(jié)果如表1所示。

表1  GCXD-8000型臭氧消毒房對黑曲霉（ATCC 16404）的殺菌效果表

項(xiàng)目檢測：上海華證聯(lián)檢測科技有限公司

第三方檢測結(jié)果表明，黑曲霉(ATCC 16404)在檢測的臭氧環(huán)境中存活量少，其存活率均低于7.5%；作用時間越長，黑曲霉存活率越低。說明采用該法能有效地滅殺實(shí)驗(yàn)提供的黑曲霉陽性菌種。

認(rèn)證二：臭氧消毒柜對不同菌種滅殺的檢測認(rèn)證

測試選定黃曲霉(AS3.3950)、桔青霉(M42)、臘葉枝孢霉(M44)、球毛殼霉(AS3.4254)等作為對象。滅殺不同菌種的檢測結(jié)果，如表2所示。

表2  臭氧消毒柜對不同菌種的殺菌效果表

項(xiàng)目檢測：上海工微所科技有限公司檢測中心（報(bào)告編號：20170725-1）

結(jié)果：臭氧消毒柜對不同菌種的殺菌效率均在88.7%以上，效果良好。

認(rèn)證三：GCXD-8000對霉菌滅殺的檢測認(rèn)證

測試選定常見霉菌作為對象。來殺霉菌的檢測結(jié)果，如表3所示。具體詳見所列測試報(bào)告

表3  臭氧消毒房對霉菌的殺菌效果表（初始值）

項(xiàng)目檢測：上海華證聯(lián)檢測科技有限公司

表3為采用M JP-250霉菌培養(yǎng)箱(WS-0009)、BIO-Ⅱ-A型生物安全柜進(jìn)行霉菌培養(yǎng)，檢測到實(shí)驗(yàn)提供的霉菌CFU/25 C㎡是45；采用臭氧消毒房滅殺霉菌，實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)及提供的霉菌使其菌落數(shù)量由45下降到5，達(dá)到很好的消毒滅菌效果。

2.3.2 臭氧消毒房（GCXD-8000）臭氧滅菌后環(huán)境臭氧泄露的檢測

認(rèn)證四：臭氧消毒房周邊環(huán)境的臭氧氣體濃度檢測認(rèn)證

箱體周邊環(huán)境臭氧濃度的檢測，結(jié)果如表4所示，具體詳見測試報(bào)告。

表4  GCXD-8000臭氧消毒房周邊環(huán)境檢測的臭氧濃度值

項(xiàng)目檢測：上海華證聯(lián)檢測科技有限公司

結(jié)論一：全自動檔案消毒房GCXD-8000在進(jìn)行檔案消毒過程中，臭氧泄露量對環(huán)境、人員及檔案沒有影響。

結(jié)論二：全自動檔案消毒房GCXD-8000在進(jìn)行檔案消毒過程中及關(guān)機(jī)后，臭氧泄露量對環(huán)境、人員及檔案沒有影響。

2.3.3 臭氧消毒房臭氧滅菌后環(huán)境有害污染物泄露的檢測

認(rèn)證五：臭氧消毒房消毒滅菌效能時環(huán)境污染物的檢測認(rèn)證

環(huán)境污染物的檢測結(jié)果如表5所示：

表5  臭氧消毒房周邊環(huán)境的污染物檢測值

注：有毒有害氣體檢測、全自動檔案消毒房GCXD-8000型8006

項(xiàng)目檢測：2016.8.16上海華證聯(lián)檢測科技有限公司（報(bào)告編號：2016-H08002）

檢測結(jié)果評價：以上檢測項(xiàng)目檢測均符合GB50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的衛(wèi)生限值要求。

2.4檢測認(rèn)證結(jié)論

  第一，臭氧消毒房能夠有效地殺滅檔案有害微生物，其滅殺率在88.9%以上。第二，臭氧消毒房設(shè)置了臭氧氣體分解裝置，滅菌后臭氧氣體的殘留量遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的限度值。第三，臭氧滅菌后環(huán)境的相應(yīng)多種有害氣體的含量也遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的限度值。

  總體上講，臭氧消毒房能夠有效實(shí)施檔案的消毒滅菌，具有適用性，同時對人體和環(huán)境是安全的。

3臭氧消毒房對檔案與字跡的安全性實(shí)

3.1 基本實(shí)驗(yàn)條件

第一，試樣及測試指標(biāo)：紙張：抗張力(g)、裂斷長(mm)、耐折度(次數(shù))等；字跡：色差值及透光密度。

第二，測試預(yù)處理?xiàng)l件：紙樣在常壓下20℃、60%條件下預(yù)處理24小時以上。

第三，測試儀器：ZZD-025C電子式紙張耐折度測試儀；YQ-Z-7型擺錘式紙張抗張力測試儀；WSC-S測色色差計(jì)。

3.2實(shí)驗(yàn)步驟與方法

第一，檔案紙張、字跡試樣在不同的臭氧氣體濃度工況環(huán)境中(臭氧消毒柜GCXD-8000)，進(jìn)行相同時間的消毒滅菌處置。

第二，將消毒滅菌處理實(shí)驗(yàn)后的，在特定的環(huán)境中，放置于預(yù)處理環(huán)境進(jìn)行24小時以上的平衡處理。

第三，用相應(yīng)的紙張拉力試驗(yàn)機(jī)、紙張耐折度測試儀、WSC-S測色色差計(jì)，進(jìn)行紙張和字跡的性能測定。

3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3.1對檔案紙材料的影響

表6  不同紙張的消毒基準(zhǔn)條件（100㎎/ m3、1hr）下機(jī)械強(qiáng)度變化均值

消毒基準(zhǔn)條件為100㎎/ m3、作用時間為1hr；（下同）

白紙的試驗(yàn)測定值為臭氧濃度300㎎/ m3,1hr后測定值，較標(biāo)準(zhǔn)條件更劇烈。

由表6中數(shù)據(jù)可知，在標(biāo)準(zhǔn)消毒的臭氧氣體濃度條件作用下，不同紙張的機(jī)械強(qiáng)度的抗張力數(shù)值都有改變，其變化的幅度都在允許的5.0%以下。同樣不同紙張的裂斷長值都有改變，其變化的幅度也都在允許的5.0%以下，說明，試驗(yàn)中紙樣的強(qiáng)度變化都很小，在該消毒條件下，紙樣可視為影響很小，是比較安全的。

表7中數(shù)據(jù)可知，在臭氧氣體濃度基準(zhǔn)消毒條件下作用，不同紙張的耐折度值都有改變，其變化的幅度都在一般允許的5.0%以下，說明，在這樣的消毒條件下，試驗(yàn)中紙樣耐折度沒有明顯的變化，是比較安全的。

表7  不同紙張的消毒基準(zhǔn)條件（100㎎/ m3、1hr）下耐折度的數(shù)據(jù)變化值

表8  不同字跡在基準(zhǔn)消毒條件（100㎎/ m3、1.0hr）下色差變化測定值

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：

從表8中可見，三種不同的字跡在臭氧消毒滅菌的基準(zhǔn)條件（濃度為100㎎/ m3、1.0hr）下作用，字跡的色差值都有一定的變化，但是三種字跡的變化值都不大，其色差值△E的均值為1.25、1.24、2.26，均是小于可見變化的△E為3.0閾值。由此可以確定，在進(jìn)行臭氧消毒滅菌過程對三種檔案字跡沒有明顯的影響，字跡均是比較穩(wěn)定。

三種字跡試樣在一般條件下放置1年以后(為400天)，其△E的均值為1.30、1.44、2.27，均小于可見變化的3.0數(shù)值，沒有出現(xiàn)明顯的變化，是比較穩(wěn)定和穩(wěn)固的，也說明經(jīng)臭氧作用的檔案字跡，在靜置保存過程中沒有后續(xù)的變化效應(yīng)。

從表中數(shù)據(jù)可以看出，紅色印泥字跡的色差值△E為2.26，是三種字跡中變化最大者，這也與一般意義上的基本認(rèn)識，紅色印泥作為一種顏料色素，是耐久性比較強(qiáng)的情況相一致。

3.3.3臭氧對檔案材料往復(fù)作用后的累積綜合影響檢測

   實(shí)驗(yàn)中分別取新聞紙、復(fù)印紙、印刷品紙宣紙四中紙張。各分成兩組，一組經(jīng)濃度為100㎎/ m3~150㎎/ m3臭氧累積處理20次，每次處理時間為45分鐘，另一組為不作處理組，分別進(jìn)行紙張的抗張強(qiáng)度、撕裂度、耐折度、文字密度的測試其結(jié)果如表9。

表9  臭氧氣體作用下紙張抗張強(qiáng)度的變化值測定

表10  臭氧氣體作用下測定文字密度及亮度值及其變化

結(jié)果分析：

第一，紙張機(jī)械強(qiáng)度：從表9中可以看出，新聞紙、復(fù)印紙、印刷品紙、宣紙四種不同的紙樣經(jīng)臭氧氣體(100㎎/ m3-150㎎/ m3)累積20次，每次作用45分鐘處理，其抗張強(qiáng)度、撕裂度和耐折度值基本無變化，說明經(jīng)臭氧氣體作用四種紙張沒有明顯的影響，這些紙張是穩(wěn)定的。

第二，字跡材料密度：從表10中可見，不同類型的記錄介質(zhì)如黑色或彩色印刷油墨，簽字墨水，毛筆墨汁在以上四種紙張書寫或印刷，經(jīng)臭氧氣體(100㎎/ m3~150㎎/ m3)累積20次，每次作用45分鐘處理，其文字密度也沒有明顯的變化，說明這些字跡有臭氧氣體作用條件下是穩(wěn)定的。

3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過以上實(shí)驗(yàn)及測試分析的結(jié)果，可以看出；

第一，檔案臭氧消毒房對檔案載體紙張材料，在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，四種通用的、常見的紙張材料，在物理性能上的抗張強(qiáng)度、耐折度及撕裂度等方面，影響是比較??；說明臭氧消毒房進(jìn)行檔案消毒時，對檔案紙張是安全的。

第二，臭氧消毒房的消毒滅菌操作，對檔案字跡材料，在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，三種常見的紙張字跡材料黑色打印字跡、藍(lán)黑墨水字跡、紅色印泥字跡這，在字跡色差上改變不大，其影響是比較??；說明臭氧消毒房進(jìn)行檔案消毒時，對檔案字跡是安全的。

4研究結(jié)論

第一，臭氧消毒房的消毒滅菌效能。臭氧消毒房在150㎎/ m33~300㎎/ m3的范圍，處理60分鐘(即1小時)，能達(dá)到良好的消毒滅菌效果。臭氧消毒能滅殺沾染在檔案文件上的真菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、霉菌等，防霉效果良好。

第二，在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行臭氧消毒操作，由于臭氧消毒房設(shè)有臭氧氣體分解功能，能在短時間內(nèi)把消毒后的剩余臭氧氣體進(jìn)行分解處理。因此，無有害臭氧泄露現(xiàn)象。消毒房在開機(jī)時、消毒運(yùn)行中，以及關(guān)機(jī)后，其周邊、柜體中央及內(nèi)部的多種污染物(甲醛、氨、TVOC、苯、氡)濃度，均低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的限值，說明檔案臭氧消毒房對環(huán)境是無害的、環(huán)保衛(wèi)生的。

第三，檔案臭氧消毒房對檔案載體紙張材料，在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，四種通用的、常見的紙張材料，在物理性能上的抗張強(qiáng)度、耐折度及撕裂度等方面影響是比較小，說明臭氧消毒房進(jìn)行檔案消毒時，對檔案紙張是安全的。

第四，檔案臭氧消毒房對檔案字跡材料，在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，三種常見的紙張字跡材料黑色打印字跡、藍(lán)黑墨水字跡、紅色印泥字跡，在字跡色差上改變不大，其影響是比較?。徽f明臭氧消毒房進(jìn)行檔案消毒時，對檔案字跡是安全的。

第五，根據(jù)以上臭氧對紙張的物理性能及文字密度的測試情況來看，臭氧消毒操作過程對檔案材料的影響是微小的。

館藏受損檔案、入庫檔案的消毒滅菌處理是確保檔案安全，保護(hù)檔案材料的有效手段。臭氧消毒房能夠有效殺滅檔案庫房的霉菌，對檔案材料影響很少，基本沒有臭氧的泄露和有害污染物的出現(xiàn)，因此對環(huán)境的影響也很小，具有良好的安全性。

注釋

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[2]王慶偉，李颯，馬秀艷幾種檔案消毒方法之比較[J].蘭臺世界,20005):24

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