建筑材料Ⅲ型環(huán)境聲明技術(shù)規(guī)范制定及認(rèn)證研究以金屬?gòu)?fù)合裝飾板為例

馬麗萍 蔣荃 趙春芝 王洪濤

(1.中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司，北京，100024；2.國(guó)家綠色建材重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100024；3.四川大學(xué)，成都，610000）

隨著建材工業(yè)環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，人們對(duì)其環(huán)境信息的需求越來(lái)越迫切。如何客觀、科學(xué)的表達(dá)、交流、披露、核查建筑材料的環(huán)境影響信息，成為建材工業(yè)節(jié)能減排的重要命題。Ⅲ型環(huán)境聲明作為一種有效的環(huán)境信息交流工具，其研究在我國(guó)建材領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。

根據(jù)ISO14025的原則和要求，研究了制定產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范的方法與工作流程?；诖朔椒?，以金屬?gòu)?fù)合裝飾板為例，討論了金屬?gòu)?fù)合裝飾板生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范的制定，展示了金屬?gòu)?fù)合裝飾板Ⅲ型環(huán)境聲明認(rèn)證示范報(bào)告，以期為國(guó)內(nèi)其他產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范制定及III型環(huán)境聲明認(rèn)證提供方法基礎(chǔ)與示例。

1 .引言

當(dāng)前，人們對(duì)于建筑物及建筑材料的環(huán)境行為日益關(guān)注。客觀、科學(xué)、規(guī)范的表達(dá)、交流、披露、核查建筑材料環(huán)境影響信息是建筑材料實(shí)施節(jié)能減排的重要方面。Ⅲ型環(huán)境聲明作為有效的環(huán)境影響信息交流工具，在國(guó)際社會(huì)獲得了廣泛的發(fā)展。

Ⅲ型環(huán)境聲明是指由ISO 14025定義的，以生命周期評(píng)價(jià)（Life cycle assessment, LCA）為方法論基礎(chǔ)，提供基于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的、可經(jīng)過(guò)第三方獨(dú)立驗(yàn)證的產(chǎn)品生命周期環(huán)境影響的數(shù)據(jù)報(bào)告，亦稱“環(huán)境產(chǎn)品聲明”（Environmental Product Declaration,EPD）。作為一種產(chǎn)品環(huán)境信息交流工具，Ⅲ型環(huán)境聲明在為普通消費(fèi)者、企業(yè)專業(yè)采購(gòu)及政府采購(gòu)提供可靠量化信息的同時(shí)，也可以作為生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)信息交流工具，刺激企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)的需求變化完善管理模式，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，改善產(chǎn)品環(huán)境影響，促進(jìn)其綠色化升級(jí)[1]。產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范，亦稱產(chǎn)品種類規(guī)則（Product Category Rules, PCR）文件，是為保證III型環(huán)境聲明所使用LCA的一致性、可比性和產(chǎn)品種類預(yù)設(shè)參數(shù)的完整性而規(guī)定的一系列相應(yīng)要求。因此，PCR文件是實(shí)施Ⅲ型環(huán)境聲明的必備文件與基礎(chǔ)依據(jù)。

在我國(guó)，建筑材料是Ⅲ型環(huán)境聲明發(fā)展較早、較快的一個(gè)領(lǐng)域。中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司聯(lián)合相關(guān)單位依托國(guó)家“十一·五”、“十二·五”科技支撐計(jì)劃課題，對(duì)Ⅲ型環(huán)境聲明的基礎(chǔ)理論、標(biāo)準(zhǔn)體系及示范應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，并基于ISO14025首次制定了我國(guó)浮法玻璃和金屬?gòu)?fù)合裝飾板兩項(xiàng)產(chǎn)品的PCR國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該類全新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為開(kāi)展相應(yīng)產(chǎn)品的Ⅲ型環(huán)境聲明提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，同時(shí)有力推動(dòng)了我國(guó)建材產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)與Ⅲ型環(huán)境聲明的標(biāo)準(zhǔn)化及實(shí)施進(jìn)程。此外，中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司還在國(guó)內(nèi)首次建立了建材領(lǐng)域III型環(huán)境聲明認(rèn)證實(shí)施框架，并率先啟動(dòng)了鋁塑復(fù)合板產(chǎn)品的Ⅲ型環(huán)境聲明示范認(rèn)證，為我國(guó)開(kāi)展Ⅲ型環(huán)境聲明提供了先例。

本文依據(jù)ISO14025的原則和要求，對(duì)產(chǎn)品PCR文件制定的方法進(jìn)行了研究?；诖耍越饘?gòu)?fù)合裝飾板為例，對(duì)其PCR文件制定進(jìn)行了具體案例分析，并展示了中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司所做的鋁塑板Ⅲ型環(huán)境聲明認(rèn)證示范報(bào)告，以期為國(guó)內(nèi)其他產(chǎn)品PCR文件制定及III型環(huán)境聲明認(rèn)證提供方法基礎(chǔ)與示例。

2 .制定產(chǎn)品PCR文件的方法研究

產(chǎn)品PCR文件是開(kāi)展一類產(chǎn)品III型環(huán)境聲明及驗(yàn)證所必須依據(jù)的LCA技術(shù)規(guī)范和指南。依據(jù)ISO 14025，產(chǎn)品PCR文件制定可分為以下步驟：1）確定目標(biāo)產(chǎn)品種類。2）對(duì)典型工藝生產(chǎn)的典型規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行全面LCA分析，判斷此類產(chǎn)品生命周期過(guò)程中的主要單元過(guò)程，由此決定LCA分析需要的主要上游背景數(shù)據(jù)及生產(chǎn)者需填報(bào)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。3）PCR文件制定。在上述LCA分析基礎(chǔ)上，明確此類產(chǎn)品生命周期建模、數(shù)據(jù)收集、計(jì)算所應(yīng)遵守的規(guī)則，包括功能單位和系統(tǒng)邊界定義、數(shù)據(jù)收集的質(zhì)量要求、LCA指標(biāo)的計(jì)算方法等；明確此類產(chǎn)品Ⅲ型環(huán)境聲明報(bào)告所應(yīng)遵守的規(guī)則，包括產(chǎn)品與生產(chǎn)者描述、LCA指標(biāo)選擇、附加環(huán)境信息等。

2.1 確定產(chǎn)品種類

不同種類的產(chǎn)品，由于消耗的原材料、排放的污染物及生產(chǎn)工藝技術(shù)的差異而表現(xiàn)出對(duì)環(huán)境不同的影響，因此需要針對(duì)不同產(chǎn)品制定相應(yīng)的PCR文件。在PCR文件中，產(chǎn)品類別的確定具有兩層含義。首先，要將具有相似的特性、功能和用途的產(chǎn)品歸為一類，使用同一功能單位。當(dāng)產(chǎn)品具有多種功能，不能明確判斷其所能應(yīng)用的功能單位時(shí)，應(yīng)以相關(guān)行業(yè)或部門(mén)的通用產(chǎn)品類別為基礎(chǔ)確定產(chǎn)品分類。此外，在實(shí)際操作過(guò)程中，產(chǎn)品類別多種多樣，即使是具有同等功能的同一產(chǎn)品類別，還有各種不同的細(xì)分，如不能明確所聲明產(chǎn)品的具體類別，很容易造成產(chǎn)品聲明的混亂，失去了同一產(chǎn)品類別間數(shù)據(jù)的可比性[1]。

2.2 典型產(chǎn)品數(shù)據(jù)收集及生命周期建模與分析

通過(guò)查閱相關(guān)資料、文獻(xiàn)及企業(yè)實(shí)地調(diào)查，了解現(xiàn)階段產(chǎn)品生產(chǎn)的原材料、資源、能源消耗清單、運(yùn)輸方式、生產(chǎn)工藝及其技術(shù)差異，確定產(chǎn)品LCA分析的功能單位、系統(tǒng)邊界、數(shù)據(jù)收集清單，建立典型產(chǎn)品的生命周期模型。這里需盡量建立一個(gè)較完整的產(chǎn)品生命周期模型，在以后研究中再忽略掉那些對(duì)環(huán)境影響較小的過(guò)程。

產(chǎn)品的生命周期概括而言應(yīng)包括三部分：①上游過(guò)程，包括資源、能源、原材料開(kāi)采與生產(chǎn)，產(chǎn)品包裝材料生產(chǎn)，及其中涉及的運(yùn)輸；②產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，包括產(chǎn)品制造，及對(duì)該階段排放污染物的處理過(guò)程等；③下游過(guò)程，包括產(chǎn)品銷售、使用、廢棄回收過(guò)程。本研究將上游過(guò)程和下游過(guò)程統(tǒng)稱為“背景過(guò)程”，將產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程稱為“現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程”。對(duì)于非終端消費(fèi)品，生命周期模型一般只包含上游過(guò)程和產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，即從“搖籃”到“大門(mén)”。

根據(jù)ISO14040系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)LCA數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求及所確定的清單物質(zhì)種類，收集背景過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程的清單數(shù)據(jù)，并按照LCIA方法計(jì)算產(chǎn)品生命周期各環(huán)境影響指標(biāo)值，分析各單元過(guò)程對(duì)影響類型指標(biāo)的貢獻(xiàn)，為辨別關(guān)鍵過(guò)程和數(shù)據(jù)、指定背景過(guò)程及現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)等提供依據(jù)和建議。

2.3 指定背景過(guò)程和企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)

考慮EPD報(bào)告的完整性及預(yù)期適用對(duì)象，人為預(yù)先定義一條準(zhǔn)則來(lái)衡量產(chǎn)品生命周期各單元過(guò)程和清單數(shù)據(jù)的環(huán)境影響重要性，以便篩選出那些關(guān)鍵過(guò)程和數(shù)據(jù)并包含在PCR系統(tǒng)邊界內(nèi)，該準(zhǔn)則被稱為“取舍規(guī)則”。本研究規(guī)定“取舍規(guī)則”為“清單分析和環(huán)境影響的貢獻(xiàn)均小于2%的物質(zhì)和能量流”。

對(duì)于背景過(guò)程，如果某個(gè)過(guò)程對(duì)上述一類或幾類生命周期環(huán)境影響指標(biāo)的貢獻(xiàn)值大于2%，則認(rèn)為該過(guò)程的環(huán)境影響不可忽略，企業(yè)需要填報(bào)與該過(guò)程相關(guān)的原材料（或資源、能源）消耗數(shù)據(jù)；反之，忽略那些對(duì)各類影響指標(biāo)貢獻(xiàn)值均小于2%的單元過(guò)程，此時(shí)企業(yè)不需填報(bào)該過(guò)程的相關(guān)清單數(shù)據(jù)。

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程，根據(jù)保留在PCR系統(tǒng)邊界內(nèi)的背景過(guò)程，企業(yè)需填報(bào)與上游過(guò)程相關(guān)的原材料（或能源）消耗數(shù)據(jù)，及與下游過(guò)程相關(guān)的產(chǎn)出數(shù)據(jù)；對(duì)于其他原材料消耗和環(huán)境排放數(shù)據(jù)，如果現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)某類生命周期環(huán)境影響指標(biāo)的貢獻(xiàn)值大于2%，則需要收集該影響類型所包括的全部清單物質(zhì)；對(duì)于貢獻(xiàn)值小于2%的影響類型下的清單物質(zhì)，企業(yè)可以忽略。另外，如果一種清單物質(zhì)不在收集范圍之列，但出現(xiàn)在產(chǎn)品的相關(guān)環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)或區(qū)域環(huán)境總量控制規(guī)范中，如：行業(yè)環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)、清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)等，則將其定義為產(chǎn)品的“特征物質(zhì)”，也納入企業(yè)數(shù)據(jù)的收集范圍。取舍原則不適用于有毒有害物質(zhì)，任何有毒有害的材料和物質(zhì)均應(yīng)包含于清單中。

2.4 明確EPD報(bào)告的產(chǎn)品環(huán)境影響信息

EPD報(bào)告的產(chǎn)品環(huán)境影響信息分為兩部分：生命周期環(huán)境影響指標(biāo)和附加環(huán)境信息。生命周期環(huán)境影響指標(biāo)來(lái)自于對(duì)產(chǎn)品的LCA分析，是產(chǎn)品III型環(huán)境聲明的基本要求；附加環(huán)境信息屬于企業(yè)的自愿聲明內(nèi)容，是對(duì)生命周期環(huán)境影響指標(biāo)的補(bǔ)充，在最大限度內(nèi)滿足企業(yè)信息聲明的需要。

綜合考慮國(guó)內(nèi)外政策關(guān)注的重點(diǎn)，尤其是中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展規(guī)劃綱要和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃中的相關(guān)政策目標(biāo)，并兼顧中國(guó)清單數(shù)據(jù)的可獲得性、特征化模型的適用性等,確定產(chǎn)品生命周期環(huán)境影響指標(biāo)。另外一些與產(chǎn)品環(huán)境表現(xiàn)相關(guān)，但非LCA分析結(jié)果的環(huán)境信息作為附加環(huán)境信息由企業(yè)自愿聲明，如：產(chǎn)品“特征物質(zhì)”、企業(yè)通過(guò)ISO14000認(rèn)證、清潔生產(chǎn)工藝、節(jié)能減排技術(shù)、產(chǎn)品使用階段對(duì)人體健康和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)及危害、產(chǎn)品廢棄階段的處理與循環(huán)利用方式等。

2.5 確定EPD報(bào)告的數(shù)據(jù)質(zhì)量要求

為保證EPD報(bào)告結(jié)果的可靠性，并達(dá)到透明、完整、準(zhǔn)確地對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流的目的，需要在PCR文件中明確EPD報(bào)告的數(shù)據(jù)質(zhì)量要求，以規(guī)范認(rèn)證機(jī)構(gòu)和企業(yè)在背景數(shù)據(jù)選擇、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集等方面的原則，也便于驗(yàn)證人員在EPD驗(yàn)證時(shí)參照。

2.6 PCR文件制定

根據(jù)ISO14025和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，及上述分析，由LCA專家、認(rèn)證機(jī)構(gòu)和企業(yè)代表共同商討制訂PCR草案。草案的主要內(nèi)容包括：產(chǎn)品種類定義、LCA評(píng)價(jià)的目標(biāo)與范圍定義、EPD報(bào)告的生命周期環(huán)境影響指標(biāo)、產(chǎn)品的附加環(huán)境信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量要求、EPD報(bào)告的格式與內(nèi)容等。草案經(jīng)獨(dú)立第三方審核，通過(guò)后出版正式的產(chǎn)品PCR文件，即可據(jù)此開(kāi)展EPD驗(yàn)證。

3 .建筑材料PCR文件制定案例研究——以金屬?gòu)?fù)合裝飾板為例

作為新型的內(nèi)外墻裝飾材料，金屬?gòu)?fù)合板材具有環(huán)保、美觀、輕質(zhì)、成本低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑幕墻裝飾。由于金屬?gòu)?fù)合裝飾板的區(qū)別主要表現(xiàn)在板材所用金屬的差異，故在此選取鋁塑復(fù)合板為案例，討論金屬?gòu)?fù)合裝飾板材的PCR文件制定。

3.1 產(chǎn)品種類定義

金屬?gòu)?fù)合板材是以塑料為芯層，兩面為金屬的三層復(fù)合板材，并在產(chǎn)品表面覆以裝飾性和保護(hù)性的涂層或薄膜作為產(chǎn)品的裝飾面。其中鋁塑復(fù)合板是以塑料作為芯層，兩面為涂層鋁卷的三層復(fù)合板材。

3.2 典型鋁塑板產(chǎn)品LCA評(píng)價(jià)

3.2.1 功能單位

表2 本研究確定的背景過(guò)程及數(shù)據(jù)來(lái)源

表3 鋁塑板生命周期各生產(chǎn)過(guò)程的貢獻(xiàn)值

生產(chǎn)1萬(wàn)平方米、產(chǎn)品總厚度為4.16mm、鋁箔厚度為0.08mm的鋁塑板，聚酯輥涂。

3.2.2 系統(tǒng)邊界

本研究所界定的系統(tǒng)邊界詳見(jiàn)圖1。具體包含過(guò)程有：1）主要原料生產(chǎn)（鋁卷和聚乙烯芯材的生產(chǎn)，其中聚乙烯芯材生產(chǎn)分為初生和再生兩個(gè)過(guò)程）；2)其他原料生產(chǎn)（高分子粘結(jié)膜、塑料保護(hù)膜、樹(shù)脂涂料及化學(xué)試劑的生產(chǎn)）；3）能源生產(chǎn)（電力和石油氣的生產(chǎn)）；4）鋁塑板生產(chǎn)；5）公路和鐵路運(yùn)輸。

圖1 鋁塑板生產(chǎn)的生命周期流程圖

3.2.3 清單數(shù)據(jù)收集

本研究收集了國(guó)內(nèi)多家鋁塑板企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)整理獲得清單編目見(jiàn)表1。

表1 鋁塑板生產(chǎn)過(guò)程的典型清單數(shù)據(jù) 單位：/萬(wàn)m2

表5 建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板Ⅲ型環(huán)境聲明認(rèn)證報(bào)告

廢水 COD 1.65 kg P 1.46 kg

本研究所確定的背景過(guò)程及數(shù)據(jù)來(lái)源見(jiàn)表2。

3.2.4 生命周期建模與分析

基于已獲得的清單數(shù)據(jù)，建立鋁塑板生產(chǎn)的生命周期評(píng)價(jià)模型，計(jì)算功能單位產(chǎn)品的各類環(huán)境影響指標(biāo)值，并對(duì)比各個(gè)過(guò)程對(duì)總環(huán)境影響指標(biāo)的貢獻(xiàn)。最終計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

3.3 指定背景過(guò)程和企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)

3.3.1 指定背景過(guò)程

取2%的環(huán)境影響貢獻(xiàn)值作為“取舍規(guī)則”。據(jù)表3計(jì)算結(jié)果，符合取舍規(guī)則的過(guò)程有：化學(xué)試劑生產(chǎn)。其余生產(chǎn)過(guò)程對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)均有顯著貢獻(xiàn)，予以保留。

3.3.2 確定企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)

基于上述保留的背景過(guò)程，企業(yè)應(yīng)收集相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程原材料消耗數(shù)據(jù)。除此之外，企業(yè)應(yīng)收集的現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)還包括：資源消耗、生產(chǎn)過(guò)程貢獻(xiàn)超過(guò)2%的影響類型對(duì)應(yīng)的所有排放物質(zhì)、以及特征物質(zhì)。對(duì)于鋁塑板而言，其生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放有毒揮發(fā)性有機(jī)氣體，如苯、甲苯、二甲苯等，這些有毒氣體應(yīng)作為“特征物質(zhì)”納入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集范圍并在EPD中報(bào)告。

最終確定企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集范圍見(jiàn)表4。

表4 企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集表

3.4 確定鋁塑板產(chǎn)品EPD報(bào)告的環(huán)境影響信息

3.4.1 生命周期環(huán)境影響指標(biāo)（LCIA指標(biāo)）

本研究建議包括8類環(huán)境影響指標(biāo)，即不可再生資源消耗、水資源消耗、全球暖化、酸化、COD、富營(yíng)養(yǎng)化、固體廢物、可吸入無(wú)機(jī)物。

3.4.2 附加環(huán)境信息

除上述可量化LCIA指標(biāo)外，鋁塑板的其他重要環(huán)境信息，如清潔生產(chǎn)工藝及其他節(jié)能減排技術(shù)等可在附加環(huán)境信息中進(jìn)行描述。如：

1）特征物質(zhì)：功能單位產(chǎn)品的有毒揮發(fā)性有機(jī)氣體（苯、甲苯、二甲苯）排放量；

2）金屬卷預(yù)處理過(guò)程是否采用無(wú)漂工藝，是否采用無(wú)磷、無(wú)鉻型預(yù)處理藥劑；

3）涂裝烘烤過(guò)程是否采用催化燃燒或余熱利用技術(shù)，節(jié)能效率達(dá)到水平（%）；

4）熱復(fù)合成型過(guò)程是否采用連續(xù)式貼膜復(fù)合法，節(jié)能效率達(dá)到水平（%）；

5）聚乙烯擠出機(jī)是否采用雙螺桿或三螺桿技術(shù)；

6）產(chǎn)品廢棄后的回收利用率（%）。

4.金屬?gòu)?fù)合裝飾板Ⅲ型環(huán)境聲明認(rèn)證報(bào)告

中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司根據(jù)金屬?gòu)?fù)合裝飾板PCR文件對(duì)某企業(yè)所生產(chǎn)建筑幕墻用鋁塑板開(kāi)展了EPD示范認(rèn)證，詳細(xì)報(bào)告見(jiàn)表5。

5 .小結(jié)

本文提出了建立產(chǎn)品III型環(huán)境聲明PCR文件的方法流程，并對(duì)金屬?gòu)?fù)合板PCR文件進(jìn)行了具體案例研究，展示了其Ⅲ型環(huán)境聲明認(rèn)證示范報(bào)告，為其他產(chǎn)品建立PCR文件及開(kāi)展Ⅲ型環(huán)境聲明認(rèn)證提供了方法和技術(shù)支撐。國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品PCR文件制訂和III型環(huán)境聲明認(rèn)證工作才剛剛起步，仍有大量基礎(chǔ)工作需要完成，如中國(guó)III型環(huán)境聲明制度的建立、LCA基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展、LCA數(shù)據(jù)質(zhì)量要求的具體細(xì)化、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)收集和處理規(guī)范的制訂等。

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