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      水中的腐殖酸對(duì)三氯生光降解的影響

      2014-12-11 05:19:06高卓謝婷玉強(qiáng)海鵬胡越晴李好陳蕾
      科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2014年16期
      關(guān)鍵詞:液相色譜光降解腐殖酸

      高卓++謝婷玉++強(qiáng)海鵬++胡越晴++李好++陳蕾

      摘 要:三氯生是一種廣譜殺菌劑,被廣泛添加于日用消費(fèi)品與個(gè)人護(hù)理品中。其大量使用后隨著生活污水排放到入環(huán)境,對(duì)生態(tài)安全與人類健康產(chǎn)生很大的威脅。該文研究了腐殖酸對(duì)三氯生光降解的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)腐殖酸顯著抑制了三氯生的光降解。研究結(jié)果為闡明天然水體中三氯生的光轉(zhuǎn)化過程與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供一定的依據(jù)。

      關(guān)鍵詞:三氯生 光降解 液相色譜 腐殖酸

      中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)06(a)-0094-02

      三氯生(Triclosan),是一種羥二乙醚的三氯化衍生物,因具有高抗菌性而被廣泛添加于紡織品、塑料、肥皂等日用消費(fèi)品與個(gè)人護(hù)理品中[1]。目前各種環(huán)境介質(zhì)包括地表水、土壤、沉積物中,甚至生物與人體中均已檢測(cè)出一定量的三氯生[2]。研究表明,三氯生具有親脂性、持久性和生物累積效應(yīng),對(duì)生物體存在急性毒性、遺傳毒性與內(nèi)分泌干擾效應(yīng),某些代謝轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可能具有更強(qiáng)的生物毒性 [3-5]。由于三氯生在日常生活中的大量使用,并以多種途徑不斷地進(jìn)入環(huán)境,三氯生的環(huán)境轉(zhuǎn)化與風(fēng)險(xiǎn)已是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題。光降解是三氯生環(huán)境轉(zhuǎn)化的重要方式之一,因此揭示天然水體中普遍存在的腐殖酸對(duì)三氯生的光降解的影響規(guī)律對(duì)于闡明三氯生的環(huán)境行為與風(fēng)險(xiǎn)有著重要的作用。

      1 實(shí)驗(yàn)部分

      1.1 儀器與試劑

      日立L-2000高效液相色譜儀,YM-GHX-V光化學(xué)反應(yīng)儀(上海豫明儀器有限公司),350 W紫外燈管(波長(zhǎng)范圍150-450 nm,中心波長(zhǎng)為380 nm),TOC-VCPH總有機(jī)碳分析儀;三氯生與腐殖酸鈉鹽(購(gòu)自Sigma公司,分析純),乙腈(色譜純),甲醇(色譜純),Milli-Q超純水。

      準(zhǔn)確稱取0.100 g三氯生標(biāo)準(zhǔn)樣品溶于100 mL乙腈中,配成1000 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,保存在4℃的冰箱中。以該溶液為母液逐級(jí)稀釋為不同濃度(50,10,5,2,1,0.5 mg/L)的標(biāo)準(zhǔn)溶液,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。將一定量的腐殖酸鈉鹽溶于超純水中,經(jīng)0.45 μm濾膜過濾,配制儲(chǔ)備液,測(cè)定其總有機(jī)碳含量為60 mgC/L。

      1.2 實(shí)驗(yàn)方法

      (1)光解實(shí)驗(yàn)

      在數(shù)根石英反應(yīng)管中加入三氯生、腐殖酸、超純水及攪拌磁子,配制成30 mL的反應(yīng)溶液,其中三氯生的濃度均為10 mg/L,腐殖酸濃度分別為0,1,5,10 mg/L。將反應(yīng)管放入光反應(yīng)器,恒溫下光照(25℃左右)。同時(shí)進(jìn)行黑暗對(duì)照實(shí)驗(yàn),用錫紙包住反應(yīng)管,恒溫黑暗處放置(25℃左右)。定時(shí)取樣1mL于液相進(jìn)樣小瓶中,采用高效液相色譜儀測(cè)定三氯生的濃度。

      (2)三氯生的測(cè)定

      液相色譜分析條件:色譜柱為Shimadzu VP-ODSC18柱(250mm×4.6mm,5 μm)。流動(dòng)相為乙睛:水=75:25(V/V),流速1.0 mL/min,進(jìn)樣量20 μL,紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm.

      2 結(jié)果與討論

      在含有不同濃度的腐殖酸溶液中,黑暗與光照下三氯生的濃度隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖1所示。

      從圖中可以看出,不同溶液中的三氯生在黑暗處均無明顯降解趨勢(shì),表明本實(shí)驗(yàn)過程中三氯生未因其自身的揮發(fā)、吸附或微生物降解等造成濃度減少。各體系中三氯生均發(fā)生了顯著的光降解,隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng),三氯生的降解速率下降,當(dāng)光照3 h左右時(shí)三氯生均幾乎被完全降解。同時(shí)腐殖酸的存在對(duì)三氯生的光降解也產(chǎn)生了顯著的影響。通過光反應(yīng)的前3 h內(nèi)濃度比值取對(duì)數(shù)后(logC0/C)對(duì)時(shí)間(t)作圖,發(fā)現(xiàn)不同濃度的腐殖酸存在下,三氯生的光降解反應(yīng)均符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(R2在0.9534~0.9923之間),由此計(jì)算出反應(yīng)速率常數(shù)Kobs及半衰期T1/2,見表1。

      從表1中可以看出,隨著腐殖酸濃度的增加,光解反應(yīng)的速率常數(shù)逐漸下降。結(jié)果表明,水中腐殖酸的存在會(huì)對(duì)三氯生的光降解產(chǎn)生明顯的抑制作用,且腐殖酸濃度越高,產(chǎn)生的抑制作用越強(qiáng)。腐殖酸對(duì)三氯生光降解的抑制原因可能為腐殖酸對(duì)三氯生的競(jìng)爭(zhēng)光吸收[6]。由于腐殖酸的結(jié)構(gòu)中存在大量的芳香羧基和羥基等發(fā)色基團(tuán),能直接吸收可見光區(qū)和紫外光,其中對(duì)紫外光區(qū)的吸收強(qiáng)度更大,因此當(dāng)腐殖酸存在時(shí),將對(duì)光的吸收產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)抑制作用。由于腐殖酸在天然水體中普遍存在,其平均濃度為5~10 mg/L左右,因而腐殖酸的存在可能會(huì)使三氯生在天然水體中存在的周期延長(zhǎng),相應(yīng)地增加了三氯生的生態(tài)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

      3 結(jié)語

      本研究表明腐殖酸對(duì)三氯生的光降解產(chǎn)生了顯著的抑制作用,且濃度越高抑制作用愈明顯。由于天然水體中腐殖酸的大量存在,三氯生在環(huán)境中的持久性與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加,這對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)三氯生的環(huán)境污染與風(fēng)險(xiǎn)有著非常重要的意義。

      參考文獻(xiàn)

      [1] Schweizer HP.Triclosan:A widely used biocide and its link to antibiotics[J].FEMS Microbiol Lett,2001,202(1):1-7.

      [2] Bedoux G,Roig B,Thomas O,et al.Occurrence and toxicity of antimicrobial triclosan and by-products in the environment[J].Environ Sci Pollut Res Int,2012, 19(4):1044-1065.

      [3] 李林朋,馬慧敏,胡俊杰,等.三氯生和三氯卡班對(duì)人體肝細(xì)胞DNA損傷的研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010,19(12):2897-2901.

      [4] Perron MM,Ho KT,Cantwell MG,et al.Effects of triclosan on marine benthic and epibenthic organisms[J].Environ Toxicol Chem,2012,31(8):1861-6.

      [5] 徐海麗,林毅,孫倩,等.三氯生的生態(tài)效應(yīng)及其在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2012,3(7):225-233.

      [6] Chu W,Chan KH,Kwan CY,et a1.Acceleration and quenching of the photolysis of PCB in the presence of surfactant and humic materials.Environ Sci Technol,2005,39:9211-9216.endprint

      摘 要:三氯生是一種廣譜殺菌劑,被廣泛添加于日用消費(fèi)品與個(gè)人護(hù)理品中。其大量使用后隨著生活污水排放到入環(huán)境,對(duì)生態(tài)安全與人類健康產(chǎn)生很大的威脅。該文研究了腐殖酸對(duì)三氯生光降解的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)腐殖酸顯著抑制了三氯生的光降解。研究結(jié)果為闡明天然水體中三氯生的光轉(zhuǎn)化過程與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供一定的依據(jù)。

      關(guān)鍵詞:三氯生 光降解 液相色譜 腐殖酸

      中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)06(a)-0094-02

      三氯生(Triclosan),是一種羥二乙醚的三氯化衍生物,因具有高抗菌性而被廣泛添加于紡織品、塑料、肥皂等日用消費(fèi)品與個(gè)人護(hù)理品中[1]。目前各種環(huán)境介質(zhì)包括地表水、土壤、沉積物中,甚至生物與人體中均已檢測(cè)出一定量的三氯生[2]。研究表明,三氯生具有親脂性、持久性和生物累積效應(yīng),對(duì)生物體存在急性毒性、遺傳毒性與內(nèi)分泌干擾效應(yīng),某些代謝轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可能具有更強(qiáng)的生物毒性 [3-5]。由于三氯生在日常生活中的大量使用,并以多種途徑不斷地進(jìn)入環(huán)境,三氯生的環(huán)境轉(zhuǎn)化與風(fēng)險(xiǎn)已是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題。光降解是三氯生環(huán)境轉(zhuǎn)化的重要方式之一,因此揭示天然水體中普遍存在的腐殖酸對(duì)三氯生的光降解的影響規(guī)律對(duì)于闡明三氯生的環(huán)境行為與風(fēng)險(xiǎn)有著重要的作用。

      1 實(shí)驗(yàn)部分

      1.1 儀器與試劑

      日立L-2000高效液相色譜儀,YM-GHX-V光化學(xué)反應(yīng)儀(上海豫明儀器有限公司),350 W紫外燈管(波長(zhǎng)范圍150-450 nm,中心波長(zhǎng)為380 nm),TOC-VCPH總有機(jī)碳分析儀;三氯生與腐殖酸鈉鹽(購(gòu)自Sigma公司,分析純),乙腈(色譜純),甲醇(色譜純),Milli-Q超純水。

      準(zhǔn)確稱取0.100 g三氯生標(biāo)準(zhǔn)樣品溶于100 mL乙腈中,配成1000 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,保存在4℃的冰箱中。以該溶液為母液逐級(jí)稀釋為不同濃度(50,10,5,2,1,0.5 mg/L)的標(biāo)準(zhǔn)溶液,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。將一定量的腐殖酸鈉鹽溶于超純水中,經(jīng)0.45 μm濾膜過濾,配制儲(chǔ)備液,測(cè)定其總有機(jī)碳含量為60 mgC/L。

      1.2 實(shí)驗(yàn)方法

      (1)光解實(shí)驗(yàn)

      在數(shù)根石英反應(yīng)管中加入三氯生、腐殖酸、超純水及攪拌磁子,配制成30 mL的反應(yīng)溶液,其中三氯生的濃度均為10 mg/L,腐殖酸濃度分別為0,1,5,10 mg/L。將反應(yīng)管放入光反應(yīng)器,恒溫下光照(25℃左右)。同時(shí)進(jìn)行黑暗對(duì)照實(shí)驗(yàn),用錫紙包住反應(yīng)管,恒溫黑暗處放置(25℃左右)。定時(shí)取樣1mL于液相進(jìn)樣小瓶中,采用高效液相色譜儀測(cè)定三氯生的濃度。

      (2)三氯生的測(cè)定

      液相色譜分析條件:色譜柱為Shimadzu VP-ODSC18柱(250mm×4.6mm,5 μm)。流動(dòng)相為乙睛:水=75:25(V/V),流速1.0 mL/min,進(jìn)樣量20 μL,紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm.

      2 結(jié)果與討論

      在含有不同濃度的腐殖酸溶液中,黑暗與光照下三氯生的濃度隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖1所示。

      從圖中可以看出,不同溶液中的三氯生在黑暗處均無明顯降解趨勢(shì),表明本實(shí)驗(yàn)過程中三氯生未因其自身的揮發(fā)、吸附或微生物降解等造成濃度減少。各體系中三氯生均發(fā)生了顯著的光降解,隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng),三氯生的降解速率下降,當(dāng)光照3 h左右時(shí)三氯生均幾乎被完全降解。同時(shí)腐殖酸的存在對(duì)三氯生的光降解也產(chǎn)生了顯著的影響。通過光反應(yīng)的前3 h內(nèi)濃度比值取對(duì)數(shù)后(logC0/C)對(duì)時(shí)間(t)作圖,發(fā)現(xiàn)不同濃度的腐殖酸存在下,三氯生的光降解反應(yīng)均符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(R2在0.9534~0.9923之間),由此計(jì)算出反應(yīng)速率常數(shù)Kobs及半衰期T1/2,見表1。

      從表1中可以看出,隨著腐殖酸濃度的增加,光解反應(yīng)的速率常數(shù)逐漸下降。結(jié)果表明,水中腐殖酸的存在會(huì)對(duì)三氯生的光降解產(chǎn)生明顯的抑制作用,且腐殖酸濃度越高,產(chǎn)生的抑制作用越強(qiáng)。腐殖酸對(duì)三氯生光降解的抑制原因可能為腐殖酸對(duì)三氯生的競(jìng)爭(zhēng)光吸收[6]。由于腐殖酸的結(jié)構(gòu)中存在大量的芳香羧基和羥基等發(fā)色基團(tuán),能直接吸收可見光區(qū)和紫外光,其中對(duì)紫外光區(qū)的吸收強(qiáng)度更大,因此當(dāng)腐殖酸存在時(shí),將對(duì)光的吸收產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)抑制作用。由于腐殖酸在天然水體中普遍存在,其平均濃度為5~10 mg/L左右,因而腐殖酸的存在可能會(huì)使三氯生在天然水體中存在的周期延長(zhǎng),相應(yīng)地增加了三氯生的生態(tài)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

      3 結(jié)語

      本研究表明腐殖酸對(duì)三氯生的光降解產(chǎn)生了顯著的抑制作用,且濃度越高抑制作用愈明顯。由于天然水體中腐殖酸的大量存在,三氯生在環(huán)境中的持久性與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加,這對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)三氯生的環(huán)境污染與風(fēng)險(xiǎn)有著非常重要的意義。

      參考文獻(xiàn)

      [1] Schweizer HP.Triclosan:A widely used biocide and its link to antibiotics[J].FEMS Microbiol Lett,2001,202(1):1-7.

      [2] Bedoux G,Roig B,Thomas O,et al.Occurrence and toxicity of antimicrobial triclosan and by-products in the environment[J].Environ Sci Pollut Res Int,2012, 19(4):1044-1065.

      [3] 李林朋,馬慧敏,胡俊杰,等.三氯生和三氯卡班對(duì)人體肝細(xì)胞DNA損傷的研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010,19(12):2897-2901.

      [4] Perron MM,Ho KT,Cantwell MG,et al.Effects of triclosan on marine benthic and epibenthic organisms[J].Environ Toxicol Chem,2012,31(8):1861-6.

      [5] 徐海麗,林毅,孫倩,等.三氯生的生態(tài)效應(yīng)及其在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2012,3(7):225-233.

      [6] Chu W,Chan KH,Kwan CY,et a1.Acceleration and quenching of the photolysis of PCB in the presence of surfactant and humic materials.Environ Sci Technol,2005,39:9211-9216.endprint

      摘 要:三氯生是一種廣譜殺菌劑,被廣泛添加于日用消費(fèi)品與個(gè)人護(hù)理品中。其大量使用后隨著生活污水排放到入環(huán)境,對(duì)生態(tài)安全與人類健康產(chǎn)生很大的威脅。該文研究了腐殖酸對(duì)三氯生光降解的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)腐殖酸顯著抑制了三氯生的光降解。研究結(jié)果為闡明天然水體中三氯生的光轉(zhuǎn)化過程與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供一定的依據(jù)。

      關(guān)鍵詞:三氯生 光降解 液相色譜 腐殖酸

      中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)06(a)-0094-02

      三氯生(Triclosan),是一種羥二乙醚的三氯化衍生物,因具有高抗菌性而被廣泛添加于紡織品、塑料、肥皂等日用消費(fèi)品與個(gè)人護(hù)理品中[1]。目前各種環(huán)境介質(zhì)包括地表水、土壤、沉積物中,甚至生物與人體中均已檢測(cè)出一定量的三氯生[2]。研究表明,三氯生具有親脂性、持久性和生物累積效應(yīng),對(duì)生物體存在急性毒性、遺傳毒性與內(nèi)分泌干擾效應(yīng),某些代謝轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可能具有更強(qiáng)的生物毒性 [3-5]。由于三氯生在日常生活中的大量使用,并以多種途徑不斷地進(jìn)入環(huán)境,三氯生的環(huán)境轉(zhuǎn)化與風(fēng)險(xiǎn)已是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題。光降解是三氯生環(huán)境轉(zhuǎn)化的重要方式之一,因此揭示天然水體中普遍存在的腐殖酸對(duì)三氯生的光降解的影響規(guī)律對(duì)于闡明三氯生的環(huán)境行為與風(fēng)險(xiǎn)有著重要的作用。

      1 實(shí)驗(yàn)部分

      1.1 儀器與試劑

      日立L-2000高效液相色譜儀,YM-GHX-V光化學(xué)反應(yīng)儀(上海豫明儀器有限公司),350 W紫外燈管(波長(zhǎng)范圍150-450 nm,中心波長(zhǎng)為380 nm),TOC-VCPH總有機(jī)碳分析儀;三氯生與腐殖酸鈉鹽(購(gòu)自Sigma公司,分析純),乙腈(色譜純),甲醇(色譜純),Milli-Q超純水。

      準(zhǔn)確稱取0.100 g三氯生標(biāo)準(zhǔn)樣品溶于100 mL乙腈中,配成1000 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,保存在4℃的冰箱中。以該溶液為母液逐級(jí)稀釋為不同濃度(50,10,5,2,1,0.5 mg/L)的標(biāo)準(zhǔn)溶液,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。將一定量的腐殖酸鈉鹽溶于超純水中,經(jīng)0.45 μm濾膜過濾,配制儲(chǔ)備液,測(cè)定其總有機(jī)碳含量為60 mgC/L。

      1.2 實(shí)驗(yàn)方法

      (1)光解實(shí)驗(yàn)

      在數(shù)根石英反應(yīng)管中加入三氯生、腐殖酸、超純水及攪拌磁子,配制成30 mL的反應(yīng)溶液,其中三氯生的濃度均為10 mg/L,腐殖酸濃度分別為0,1,5,10 mg/L。將反應(yīng)管放入光反應(yīng)器,恒溫下光照(25℃左右)。同時(shí)進(jìn)行黑暗對(duì)照實(shí)驗(yàn),用錫紙包住反應(yīng)管,恒溫黑暗處放置(25℃左右)。定時(shí)取樣1mL于液相進(jìn)樣小瓶中,采用高效液相色譜儀測(cè)定三氯生的濃度。

      (2)三氯生的測(cè)定

      液相色譜分析條件:色譜柱為Shimadzu VP-ODSC18柱(250mm×4.6mm,5 μm)。流動(dòng)相為乙睛:水=75:25(V/V),流速1.0 mL/min,進(jìn)樣量20 μL,紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm.

      2 結(jié)果與討論

      在含有不同濃度的腐殖酸溶液中,黑暗與光照下三氯生的濃度隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖1所示。

      從圖中可以看出,不同溶液中的三氯生在黑暗處均無明顯降解趨勢(shì),表明本實(shí)驗(yàn)過程中三氯生未因其自身的揮發(fā)、吸附或微生物降解等造成濃度減少。各體系中三氯生均發(fā)生了顯著的光降解,隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng),三氯生的降解速率下降,當(dāng)光照3 h左右時(shí)三氯生均幾乎被完全降解。同時(shí)腐殖酸的存在對(duì)三氯生的光降解也產(chǎn)生了顯著的影響。通過光反應(yīng)的前3 h內(nèi)濃度比值取對(duì)數(shù)后(logC0/C)對(duì)時(shí)間(t)作圖,發(fā)現(xiàn)不同濃度的腐殖酸存在下,三氯生的光降解反應(yīng)均符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(R2在0.9534~0.9923之間),由此計(jì)算出反應(yīng)速率常數(shù)Kobs及半衰期T1/2,見表1。

      從表1中可以看出,隨著腐殖酸濃度的增加,光解反應(yīng)的速率常數(shù)逐漸下降。結(jié)果表明,水中腐殖酸的存在會(huì)對(duì)三氯生的光降解產(chǎn)生明顯的抑制作用,且腐殖酸濃度越高,產(chǎn)生的抑制作用越強(qiáng)。腐殖酸對(duì)三氯生光降解的抑制原因可能為腐殖酸對(duì)三氯生的競(jìng)爭(zhēng)光吸收[6]。由于腐殖酸的結(jié)構(gòu)中存在大量的芳香羧基和羥基等發(fā)色基團(tuán),能直接吸收可見光區(qū)和紫外光,其中對(duì)紫外光區(qū)的吸收強(qiáng)度更大,因此當(dāng)腐殖酸存在時(shí),將對(duì)光的吸收產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)抑制作用。由于腐殖酸在天然水體中普遍存在,其平均濃度為5~10 mg/L左右,因而腐殖酸的存在可能會(huì)使三氯生在天然水體中存在的周期延長(zhǎng),相應(yīng)地增加了三氯生的生態(tài)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

      3 結(jié)語

      本研究表明腐殖酸對(duì)三氯生的光降解產(chǎn)生了顯著的抑制作用,且濃度越高抑制作用愈明顯。由于天然水體中腐殖酸的大量存在,三氯生在環(huán)境中的持久性與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加,這對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)三氯生的環(huán)境污染與風(fēng)險(xiǎn)有著非常重要的意義。

      參考文獻(xiàn)

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