Kriterien für die Gründung

Die Festlegung spezifischer Leitfäden und Normen für die Innenraumluft ist das Ergebnis einer proaktiven Politik auf diesem Gebiet seitens der Stellen, die für ihre Einrichtung und für die Aufrechterhaltung der Qualität der Innenraumluft auf einem akzeptablen Niveau verantwortlich sind. In der Praxis werden die Aufgaben auf viele Stellen aufgeteilt und aufgeteilt, die für die Kontrolle der Umweltverschmutzung, die Erhaltung der Gesundheit, die Gewährleistung der Produktsicherheit, die Überwachung der Arbeitshygiene und die Regulierung des Bauwesens zuständig sind.

Durch den Erlass einer Verordnung soll die Schadstoffbelastung der Innenraumluft begrenzt bzw. verringert werden. Dieses Ziel kann erreicht werden, indem die vorhandenen Verschmutzungsquellen kontrolliert, die Raumluft mit der Außenluft verdünnt und die Qualität der verfügbaren Luft überprüft wird. Dies erfordert die Festlegung konkreter Höchstgrenzen für die in der Innenraumluft vorkommenden Schadstoffe.

Die Konzentration eines bestimmten Schadstoffs in der Raumluft folgt einem Modell der ausgeglichenen Masse, das in der folgenden Gleichung ausgedrückt wird:

wo:

C_i = die Schadstoffkonzentration in der Raumluft (mg/m³);

Q = die Emissionsrate (mg/h);

V = das Volumen des Innenraums (m³);

C_o = die Schadstoffkonzentration in der Außenluft (mg/m³);

n = die Lüftungsrate pro Stunde;

a = die Schadstoffabbaurate pro Stunde.

Es wird allgemein beobachtet, dass – unter statischen Bedingungen – die vorhandene Schadstoffkonzentration teilweise von der Menge der Verbindung abhängt, die von der Schadstoffquelle in die Luft freigesetzt wird, und ihrer Konzentration in der Außenluft sowie von den verschiedenen Mechanismen, durch die der Schadstoff entsteht ist entfernt. Zu den Eliminationsmechanismen gehören die Verdünnung des Schadstoffs und sein „Verschwinden“ mit der Zeit. Alle Vorschriften, Empfehlungen, Richtlinien und Normen, die möglicherweise zur Verringerung der Umweltverschmutzung festgelegt werden, müssen diese Möglichkeiten berücksichtigen.

Kontrolle der Verschmutzungsquellen

Eine der effektivsten Möglichkeiten, die Konzentration eines Schadstoffs in der Raumluft zu reduzieren, besteht darin, die Schadstoffquellen innerhalb des Gebäudes zu kontrollieren. Dazu gehören die für den Bau und die Dekoration verwendeten Materialien, die Aktivitäten innerhalb des Gebäudes und die Bewohner selbst.

Wenn es erforderlich ist, Emissionen zu regulieren, die auf die verwendeten Baumaterialien zurückzuführen sind, gibt es Normen, die den Gehalt an Verbindungen, für die nachweislich gesundheitsschädliche Wirkungen nachgewiesen wurden, in diesen Materialien direkt begrenzen. Einige dieser Verbindungen gelten als krebserregend, wie Formaldehyd, Benzol, einige Pestizide, Asbest, Glasfaser und andere. Ein weiterer Weg besteht darin, Emissionen durch die Festlegung von Emissionsnormen zu regulieren.

Diese Möglichkeit bringt viele praktische Schwierigkeiten mit sich, vor allem die mangelnde Einigung darüber, wie diese Emissionen gemessen werden sollen, ein Mangel an Wissen über ihre Auswirkungen auf die Gesundheit und den Komfort der Bewohner des Gebäudes und die inhärenten Schwierigkeiten, sie zu identifizieren Quantifizierung der Hunderte von Verbindungen, die von den betreffenden Materialien emittiert werden. Eine Möglichkeit zur Festlegung von Emissionsnormen besteht darin, von einer akzeptablen Konzentration des Schadstoffs auszugehen und eine Emissionsrate zu berechnen, die die Umgebungsbedingungen – Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Luftwechselrate, Beladungsfaktor usw. – berücksichtigt — die repräsentativ für die Art und Weise sind, in der das Produkt tatsächlich verwendet wird. Die Hauptkritik gegen diese Methode ist, dass mehr als ein Produkt die gleiche umweltschädliche Verbindung erzeugen kann. Emissionsstandards werden aus Messwerten ermittelt, die in kontrollierten Atmosphären mit perfekt definierten Bedingungen durchgeführt werden. Es gibt veröffentlichte Leitfäden für Europa (COST 613 1989 und 1991) und für die Vereinigten Staaten (ASTM 1989). Die normalerweise gegen sie gerichtete Kritik basiert auf: (1) der Tatsache, dass es schwierig ist, Vergleichsdaten zu erhalten, und (2) den Problemen, die auftreten, wenn ein Innenraum periodische Verschmutzungsquellen aufweist.

Bei den Aktivitäten, die in einem Gebäude stattfinden können, liegt der größte Fokus auf der Gebäudeinstandhaltung. Bei diesen Aktivitäten kann die Kontrolle in Form von Vorschriften über die Erfüllung bestimmter Pflichten erfolgen – etwa Empfehlungen in Bezug auf die Anwendung von Pestiziden oder die Verringerung der Blei- oder Asbestbelastung bei Renovierung oder Abriss eines Gebäudes.

Da Tabakrauch – der den Bewohnern eines Gebäudes zuzuschreiben ist – so häufig eine Ursache für die Luftverschmutzung in Innenräumen ist, verdient er eine gesonderte Behandlung. Viele Länder haben auf staatlicher Ebene Gesetze, die das Rauchen in bestimmten Arten von öffentlichen Räumen wie Restaurants und Theatern verbieten, aber andere Regelungen sind sehr verbreitet, wonach das Rauchen in bestimmten speziell gekennzeichneten Teilen eines bestimmten Gebäudes erlaubt ist.

Wenn die Verwendung bestimmter Produkte oder Materialien verboten ist, basieren diese Verbote auf ihren angeblichen gesundheitsschädlichen Auswirkungen, die für Werte, die normalerweise in der Raumluft vorhanden sind, mehr oder weniger gut dokumentiert sind. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass oft nicht genügend Informationen oder Kenntnisse über die Eigenschaften der Produkte vorhanden sind, die stattdessen verwendet werden könnten.

Beseitigung des Schadstoffs

Es gibt Zeiten, in denen es nicht möglich ist, die Emissionen bestimmter Schadstoffquellen zu vermeiden, wie dies beispielsweise der Fall ist, wenn die Emissionen auf die Bewohner des Gebäudes zurückzuführen sind. Zu diesen Emissionen gehören Kohlendioxid und Bioabwässer, das Vorhandensein von Materialien mit Eigenschaften, die in keiner Weise kontrolliert werden, oder die Durchführung alltäglicher Aufgaben. In diesen Fällen besteht eine Möglichkeit, die Schadstoffbelastung zu reduzieren, in Lüftungssystemen und anderen Mitteln zur Reinigung der Raumluft.

Die Belüftung ist eine der am stärksten genutzten Möglichkeiten, um die Schadstoffkonzentration in Innenräumen zu reduzieren. Die Notwendigkeit, auch Energie zu sparen, erfordert jedoch, dass die Zufuhr von Außenluft zur Erneuerung der Raumluft so sparsam wie möglich ist. Hierzu gibt es Normen, die Mindestlüftungsraten angeben, die auf der Erneuerung des Raumluftvolumens pro Stunde durch Außenluft basieren, oder die einen Mindestluftbeitrag pro Bewohner oder Raumeinheit festlegen oder die Konzentration berücksichtigen Kohlendioxid unter Berücksichtigung der Unterschiede zwischen Räumen mit und ohne Raucher. Bei Gebäuden mit natürlicher Belüftung wurden auch Mindestanforderungen an verschiedene Gebäudeteile, wie z. B. Fenster, festgelegt.

Zu den Referenzen, die von den meisten bestehenden nationalen und internationalen Normen am häufigsten zitiert werden – auch wenn sie nicht rechtlich bindend sind – gehören die von der American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) veröffentlichten Normen. Sie wurden formuliert, um Klimaanlagenfachleuten bei der Planung ihrer Installationen zu helfen. Im ASHRAE-Standard 62-1989 (ASHRAE 1989) werden die zur Belüftung eines Gebäudes erforderlichen Mindestluftmengen sowie die akzeptable Qualität der Innenraumluft festgelegt, die für die Bewohner erforderlich ist, um gesundheitliche Beeinträchtigungen zu vermeiden. Für Kohlendioxid (eine Verbindung, die die meisten Autoren aufgrund ihres menschlichen Ursprungs nicht als Schadstoff betrachten, die jedoch als Indikator für die Qualität der Raumluft verwendet wird, um die ordnungsgemäße Funktion von Lüftungssystemen festzustellen) empfiehlt diese Norm einen Grenzwert von 1,000 ppm in um Komfortkriterien (Geruch) zu erfüllen. Diese Norm legt auch die Qualität der Außenluft fest, die für die Erneuerung der Raumluft erforderlich ist.

In Fällen, in denen die Kontaminationsquelle – sei es innen oder außen – nicht leicht zu kontrollieren ist und Geräte verwendet werden müssen, um sie aus der Umgebung zu entfernen, gibt es Standards, um ihre Wirksamkeit zu gewährleisten, z Leistung eines bestimmten Filtertyps.

Hochrechnung von Standards der Arbeitshygiene auf Standards der Raumluftqualität

In Abhängigkeit von der zu schützenden Bevölkerungsgruppe lassen sich verschiedene Arten von Referenzwerten festlegen, die für die Raumluft gelten. Diese Werte können auf Qualitätsstandards für die Umgebungsluft, auf spezifischen Werten für bestimmte Schadstoffe (wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Formaldehyd, flüchtige organische Verbindungen, Radon usw.) oder auf Standards basieren, die üblicherweise in der Arbeitshygiene verwendet werden . Letztere sind ausschließlich für Anwendungen im industriellen Umfeld formulierte Werte. Sie sollen in erster Linie Arbeitnehmer vor akuten Schadstoffbelastungen – wie Reizungen der Schleimhäute oder der oberen Atemwege – schützen oder Vergiftungen mit systemischer Wirkung verhindern. Aufgrund dieser Möglichkeit verwenden viele Autoren, wenn sie sich mit Innenraumumgebungen befassen, die Expositionsgrenzwerte für industrielle Umgebungen, die von der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) der Vereinigten Staaten festgelegt wurden, als Referenz. Diese Grenzen werden aufgerufen Grenzwerte (TLVs) und beinhalten Grenzwerte für Arbeitstage von acht Stunden und Arbeitswochen von 40 Stunden.

Numerische Verhältnisse werden verwendet, um TLVs an die Bedingungen des Innenraumklimas eines Gebäudes anzupassen, und die Werte werden üblicherweise um den Faktor zwei, zehn oder sogar hundert reduziert, je nach Art und Art der gesundheitlichen Auswirkungen der betroffenen Bevölkerung. Als Begründung für die Herabsetzung der TLV-Werte bei der Anwendung auf derartige Expositionen wird unter anderem die Tatsache genannt, dass das Personal in nicht-industriellen Umgebungen gleichzeitig geringen Konzentrationen mehrerer, normalerweise unbekannter chemischer Substanzen ausgesetzt ist, die in der Lage sind, synergistisch zu wirken lässt sich nicht einfach kontrollieren. Andererseits ist allgemein anerkannt, dass in industriellen Umgebungen die Anzahl der gefährlichen Stoffe, die kontrolliert werden müssen, bekannt und oft begrenzt ist, obwohl die Konzentrationen normalerweise viel höher sind.

Darüber hinaus werden in vielen Ländern industrielle Situationen überwacht, um die Einhaltung der festgelegten Referenzwerte sicherzustellen, was in nicht-industriellen Umgebungen nicht der Fall ist. Es ist daher möglich, dass in nicht-industriellen Umgebungen die gelegentliche Verwendung einiger Produkte zu hohen Konzentrationen einer oder mehrerer Verbindungen führen kann, ohne dass eine Umgebungsüberwachung durchgeführt wird und ohne dass die aufgetretenen Expositionsniveaus offengelegt werden können. Andererseits sind die einer industriellen Tätigkeit innewohnenden Risiken bekannt oder sollten bekannt sein, und daher sind Maßnahmen zu ihrer Verringerung oder Überwachung vorhanden. Die betroffenen Arbeitnehmer werden informiert und haben die Möglichkeit, das Risiko zu verringern und sich zu schützen. Darüber hinaus sind Arbeitnehmer in der Industrie in der Regel Erwachsene in guter Gesundheit und in akzeptabler körperlicher Verfassung, während die Bevölkerung in Innenräumen im Allgemeinen ein breiteres Spektrum an Gesundheitszuständen aufweist. Die normale Arbeit in einem Büro beispielsweise kann von Menschen mit körperlichen Einschränkungen oder von Menschen, die zu allergischen Reaktionen neigen, verrichtet werden, die in bestimmten industriellen Umgebungen nicht arbeiten könnten. Ein Extremfall dieser Argumentation wäre die Nutzung eines Gebäudes als Familienwohnsitz. Schließlich basieren TLVs, wie oben erwähnt, ebenso wie andere Berufsnormen auf Expositionen von acht Stunden pro Tag und 40 Stunden pro Woche. Dies entspricht weniger als einem Viertel der Zeit, in der eine Person exponiert wäre, wenn sie ständig in der gleichen Umgebung bliebe oder die gesamten 168 Stunden einer Woche einer Substanz ausgesetzt wäre. Darüber hinaus basieren die Referenzwerte auf Studien, die wöchentliche Expositionen beinhalten und die Zeiten der Nicht-Exposition (zwischen den Expositionen) von 16 Stunden täglich und 64 Stunden am Wochenende berücksichtigen, was eine Extrapolation auf die sehr schwierig macht Stärke dieser Daten.

Die meisten Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Referenzwerte eine sehr große Fehlerspanne enthalten müssen, um die Standards der Arbeitshygiene für die Innenraumluft anwenden zu können. Daher schlägt der ASHRAE-Standard 62-1989 eine Konzentration von einem Zehntel des vom ACGIH empfohlenen TLV-Werts für industrielle Umgebungen für chemische Verunreinigungen vor, für die es keine eigenen etablierten Referenzwerte gibt.

Für biologische Kontaminanten gibt es keine technischen Kriterien für deren Bewertung, die für industrielle Umgebungen oder Innenräume gelten könnten, wie dies bei den TLVs des ACGIH für chemische Kontaminanten der Fall ist. Dies könnte auf die Natur biologischer Kontaminanten zurückzuführen sein, die eine große Variabilität von Merkmalen aufweisen, die es schwierig machen, verallgemeinerte und für eine bestimmte Situation validierte Kriterien für ihre Bewertung festzulegen. Zu diesen Merkmalen gehören die Reproduktionsfähigkeit des betreffenden Organismus, die Tatsache, dass dieselbe Mikrobenart unterschiedliche Grade an Pathogenität aufweisen kann oder die Tatsache, dass Änderungen von Umweltfaktoren wie Temperatur und Feuchtigkeit ihre Anwesenheit in einer bestimmten Umgebung beeinflussen können. Trotz dieser Schwierigkeiten hat das Bioaerosol Committee des ACGIH Richtlinien entwickelt, um diese biologischen Wirkstoffe in Innenräumen zu bewerten: Leitfaden zur Bewertung von Bioaerosolen in Innenräumen (1989). Die in diesen Richtlinien empfohlenen Standardprotokolle legen Probenahmesysteme und -strategien, Analyseverfahren, Dateninterpretation und Empfehlungen für Korrekturmaßnahmen fest. Sie können verwendet werden, wenn medizinische oder klinische Informationen auf das Vorhandensein von Krankheiten wie Befeuchterfieber, Überempfindlichkeitspneumonitis oder Allergien im Zusammenhang mit biologischen Kontaminanten hinweisen. Diese Richtlinien können angewendet werden, wenn eine Probenahme erforderlich ist, um den relativen Beitrag der bereits identifizierten Quellen von Bioaerosolen zu dokumentieren oder eine medizinische Hypothese zu validieren. Probenahmen sollten durchgeführt werden, um potenzielle Quellen zu bestätigen, aber routinemäßige Luftproben zum Nachweis von Bioaerosolen werden nicht empfohlen.

Bestehende Richtlinien und Standards

Verschiedene internationale Organisationen wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der International Council of Building Research (CIBC), private Organisationen wie ASHRAE und Länder wie die Vereinigten Staaten und Kanada erstellen unter anderem Expositionsrichtlinien und -standards. Die Europäische Union (EU) hat ihrerseits durch das Europäische Parlament eine Entschließung zur Luftqualität in Innenräumen vorgelegt. Diese Entschließung legt fest, dass die Europäische Kommission so schnell wie möglich spezifische Richtlinien vorschlagen muss, die Folgendes umfassen:

1. eine Liste der zu verbietenden oder zu regulierenden Stoffe, sowohl beim Bau als auch bei der Instandhaltung von Gebäuden
2. Qualitätsstandards, die für die verschiedenen Arten von Innenraumumgebungen gelten
3. Vorschriften für die Betrachtung, den Bau, den Betrieb und die Wartung von Klima- und Lüftungsanlagen
4. Mindeststandards für die Instandhaltung öffentlich zugänglicher Gebäude.

Viele chemische Verbindungen haben Geruchs- und Reizwirkungen in Konzentrationen, die nach heutigem Kenntnisstand für die Bewohner eines Gebäudes ungefährlich sind, aber von vielen Menschen wahrgenommen und damit belästigt werden können. Die heute gebräuchlichen Referenzwerte decken diese Möglichkeit tendenziell ab.

Da die Anwendung arbeitshygienischer Standards für die Regelung der Raumluft ohne eine Korrektur nicht empfohlen wird, ist es in vielen Fällen besser, die Referenzwerte als Richtlinien oder Standards für die Qualität der Raumluft heranzuziehen. Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) hat Standards für die Umgebungsluft festgelegt, die mit einem angemessenen Sicherheitsspielraum die Gesundheit der Bevölkerung im Allgemeinen (primäre Standards) und sogar ihr Wohlergehen (sekundäre Standards) vor möglichen nachteiligen Auswirkungen schützen sollen aufgrund eines bestimmten Schadstoffs vorhergesagt werden. Diese Referenzwerte sind daher als allgemeine Richtlinie nützlich, um einen akzeptablen Luftqualitätsstandard für einen bestimmten Innenraum festzulegen, und einige Standards wie ASHRAE-92 verwenden sie als Qualitätskriterium für die Erneuerung der Luft in einem geschlossenen Gebäude. Tabelle 1 zeigt die Referenzwerte für Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid, Ozon, Blei und Feinstaub.

Tabelle 1. Von der US-Umweltschutzbehörde festgelegte Luftqualitätsnormen

^a Primärer Standard. ^b Sekundärstandard. ^c Maximalwert, der nicht öfter als einmal im Jahr überschritten werden sollte. ^d Gemessen als Partikel mit einem Durchmesser von ≤10 μm. Quelle: US-Umweltschutzbehörde. Nationale primäre und sekundäre Umgebung Luftqualitätsstandards. Code of Federal Regulations, Titel 40, Teil 50 (Juli 1990).

Die WHO hat ihrerseits Richtlinien aufgestellt, die eine Grundlage für den Schutz der öffentlichen Gesundheit vor schädlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung und für die Eliminierung oder Reduzierung von Luftschadstoffen, die bekanntermaßen oder im Verdacht stehen, eine Gefahr für die menschliche Gesundheit und das Wohlergehen zu sein, schaffen sollen (WHO 1987). Diese Richtlinien unterscheiden nicht hinsichtlich der Art der Exposition, mit der sie sich befassen, und umfassen daher sowohl Expositionen durch die Außenluft als auch Expositionen, die in Innenräumen auftreten können. Die Tabellen 2 und 3 zeigen die von der WHO (1987) vorgeschlagenen Werte für nicht krebserzeugende Stoffe sowie die Unterschiede zwischen solchen, die gesundheitliche Auswirkungen haben, und solchen, die sensorische Beschwerden verursachen.

Tabelle 2. WHO-Richtwerte für einige Substanzen in der Luft basierend auf bekannten Wirkungen auf die menschliche Gesundheit außer Krebs oder Geruchsbelästigung.^a

^a Die Informationen in dieser Tabelle sollten in Verbindung mit den Begründungen in der Originalveröffentlichung verwendet werden.
^b Dieser Wert bezieht sich nur auf die Raumluft.
^c Die Exposition gegenüber dieser Konzentration sollte die angegebene Zeit nicht überschreiten und innerhalb von 8 Stunden nicht wiederholt werden. Quelle: WHO 1987.

Tabelle 3. WHO-Richtwerte für einige nicht krebserzeugende Stoffe in der Luft, basierend auf sensorischen Wirkungen oder Belästigungsreaktionen für durchschnittlich 30 Minuten

^b Bei der Herstellung von Viskose wird es von anderen Geruchsstoffen wie Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid begleitet. Quelle: WHO 1987.

Für krebserregende Stoffe hat die EPA das Konzept etabliert Risikoeinheiten. Diese Einheiten stellen einen Faktor dar, der verwendet wird, um die Erhöhung der Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass ein Mensch an Krebs erkrankt, weil er ein Leben lang einer krebserzeugenden Substanz in der Luft in einer Konzentration von 1 μg/mXNUMX ausgesetzt war³. Dieses Konzept gilt für Stoffe, die in der Raumluft vorhanden sein können, wie Metalle wie Arsen, Chrom VI und Nickel; organische Verbindungen wie Benzol, Acrylnitril und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe; oder Feinstaub, einschließlich Asbest.

Für den konkreten Fall von Radon zeigt Tabelle 20 die Referenzwerte und die Empfehlungen verschiedener Organisationen. Daher empfiehlt die EPA eine Reihe schrittweiser Eingriffe, wenn die Werte in der Raumluft über 4 pCi/l (150 Bq/m²) steigen³) zur Festlegung der Fristen für die Senkung dieser Werte. Die EU empfiehlt auf der Grundlage eines 1987 von einer Task Force der International Commission on Radiological Protection (ICRP) vorgelegten Berichts eine durchschnittliche jährliche Konzentration von Radongas, wobei zwischen bestehenden Gebäuden und Neubauten unterschieden wird. Die WHO gibt ihrerseits ihre Empfehlungen unter Berücksichtigung der Exposition gegenüber den Zerfallsprodukten von Radon, ausgedrückt als Konzentration des Gleichgewichtsäquivalents von Radon (EER), und unter Berücksichtigung eines Anstiegs des Krebsrisikos zwischen 0.7 x 10^-4 und 2.1 x 10^-4 für eine lebenslange Exposition von 1 Bq/m³ EER.

Tabelle 4. Referenzwerte für Radon nach drei Organisationen

^a Durchschnittliche Jahreskonzentration von Radongas.
^b Entspricht einer Dosis von 20 mSv/Jahr.
^c Jährlicher Durchschnitt.

Abschließend sei daran erinnert, dass Referenzwerte im Allgemeinen auf der Grundlage bekannter gesundheitlicher Wirkungen einzelner Stoffe festgelegt werden. Während dies bei der Untersuchung von Innenraumluft oft eine mühselige Arbeit darstellt, berücksichtigt es nicht die möglichen synergistischen Effekte bestimmter Substanzen. Dazu gehören zum Beispiel flüchtige organische Verbindungen (VOCs). Einige Autoren haben die Möglichkeit vorgeschlagen, Gesamtkonzentrationen flüchtiger organischer Verbindungen (TVOCs) zu definieren, bei denen die Bewohner eines Gebäudes zu reagieren beginnen können. Eine der Hauptschwierigkeiten besteht darin, dass die Definition von TVOC aus analytischer Sicht noch nicht zur Zufriedenheit aller geklärt ist.

In der Praxis wird die künftige Festlegung von Referenzwerten auf dem relativ neuen Gebiet der Raumluftqualität von der Entwicklung der Umweltpolitik beeinflusst. Dies wird vom Fortschritt des Wissens über die Auswirkungen von Schadstoffen und von Verbesserungen der Analysetechniken abhängen, die uns helfen können, diese Werte zu bestimmen.

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