LICHTVERSCHMUTZUNG: EIGENSCHAFTEN, URSACHEN, WIRKUNGEN, LÖSUNGEN - UMGEBUNG - 2025

Die Lichtverschmutzung ist die Störung der Natur künstlicher Lichtquellen, die negative Auswirkungen auf Lebewesen hat oder die menschlichen Interessen beeinträchtigt. Der Lichtverschmutzung wurde wenig Aufmerksamkeit geschenkt, sie wirkt sich jedoch auf die Veränderung der natürlichen Hell-Dunkel-Zyklen aus.

Seit langem nutzen Menschen die Nacht für ihre Aktivitäten, um die natürliche Umwelt künstlich zu beleuchten und damit zu beeinflussen. Das Bewusstsein für Lichtverschmutzung entstand erst in den 60-70er Jahren (20. Jahrhundert), als Astronomen davor warnten. Dies liegt daran, dass die Blendung von Städten Beobachtungen und Messungen von astronomischen Observatorien beeinträchtigt.

Lichtverschmutzung des Planeten Erde. Quelle: Dominic Alves

Das künstliche Licht diffundiert in die Umgebung und umfasst dank seiner Reflexions- und Brechungseigenschaften den umgebenden Raum. Die Reflexion bestimmt, dass Photonen (Elementareinheiten des Lichts) von Oberflächen und Partikeln abprallen, auf die sie treffen.

Die Ursache der Lichtverschmutzung ist die Erzeugung von künstlichem Licht durch Menschen im Übermaß und ohne Kontrolle. Das Wachstum der menschlichen Bevölkerung und ihre Konzentration in städtischen Zentren erzeugt diese wachsende Nachfrage nach Licht.

Darüber hinaus erfordert die Bewusstlosigkeit hinsichtlich der Fähigkeit des Lichts als Schadstoff keine angemessene Kontrolle. Schlecht gerichtete Straßenbeleuchtung, helle Werbetafeln und nächtlicher Kraftfahrzeugverkehr sorgen für übermäßiges Licht.

Die Lichtverschmutzung variiert je nach Art der Lampe, die sie erzeugt. Am umweltschädlichsten sind diejenigen, die bläulich-weißes Licht liefern. Licht verschmutzt, wenn es in die Umgebung projiziert wird, dringt in private Bereiche ein und blendet oder überfüllt Bereiche.

Laut der Quelle, die es emittiert, tritt Lichtverschmutzung durch öffentliche oder private Beleuchtung, Werbung, Fahrzeugscheinwerfer und Unterhaltungsreflektoren auf.

Lichtverschmutzung hat negative Auswirkungen auf den Menschen, indem sie seine biologische Uhr verändert. Dies wirkt sich auf die Gesundheit aus, indem es zu Nervenproblemen, Schlaflosigkeit und sogar hormonellen Ungleichgewichten führt.

Ebenso behindert es die Aktivität astronomischer Observatorien, da die Blendung der Städte die Wahrnehmung des Nachthimmels verhindert. Dies beraubt die Bürger ebenfalls dieser ästhetischen Erfahrung.

Andererseits bedeutet Lichtverschmutzung eine Verschwendung von Elektrizität, die wirtschaftliche Verluste und Ressourcenverschwendung darstellt. Darüber hinaus wurden bei der Erzeugung des verschwendeten Lichts andere Schadstoffe wie CO2 erzeugt.

Lichtverschmutzung hat negative Auswirkungen auf natürliche Ökosysteme und kann Zugvögel sowie Insekten und Frösche betreffen. Das Licht verändert den Weg zum Meer der kleinen Schildkröten, nachdem die Eier an den Stränden geschlüpft sind.

Im Allgemeinen führt die Veränderung des Tag-Nacht-Zyklus zu Veränderungen im Verhalten von Lebewesen. Diese Veränderungen wirken sich auf ihre Fütterung, Fortpflanzung und die Beziehung zwischen Raubtier und Beute aus. Pflanzen leiden unter Veränderungen in der Photoperiode (Reaktion auf die Tag-Nacht-Dauer) mit Konsequenzen für die Blüte.

Die größte Lichtverschmutzung der Welt tritt in den am weitesten entwickelten Ländern und in Großstädten auf. Die Hauptquellen für Lichtverschmutzung sind an der Ostküste der Vereinigten Staaten von Amerika, Europa, Nordindien, Taiwan, Japan und China.

Die Lösungen für Lichtverschmutzung sind sozial, rechtlich und technisch. In sozialer Hinsicht ist es notwendig, ein Bewusstsein für die Existenz dieser Art von Verschmutzung und ihre Auswirkungen zu schaffen.

In rechtlicher Hinsicht sind strenge Gesetze erforderlich, um die Verwendung von Beleuchtung zu regeln. Ebenso ist es notwendig, übermäßiges Licht über dem Horizont zu verbieten und die Umsetzung angemessener technischer Maßnahmen zu gewährleisten.

Technisch gibt es Beleuchtungssysteme, die geeignete Lampen (monochrom) sowie in der richtigen Ausrichtung enthalten. Es gibt auch Timer, mit denen Sie die Beleuchtungszeit regulieren können.

Eigenschaften

Lichtverschmutzung bezieht sich auf künstliches Licht, wenn es übermäßig oder außerhalb des Funktionsbereichs emittiert wird. Die Eigenschaften der Lichtstreuung, wie beispielsweise die Reflexion, erzeugen das sogenannte Leuchten der Städte.

Das heißt, das emittierte Licht wird von Oberflächen reflektiert und reflektiert auf dem Weg zur Atmosphäre die atmosphärischen Partikel, die es zurückgeben.

Bortles Skala der Dunkelheit am Himmel

John E. Bortle erstellte 2001 eine Skala (von 1 bis 9), um zu messen, wie hell der Nachthimmel ist. Stufe 1 ist der dunkelste Himmel, der von der Erde aus beobachtet werden kann, mit der größten Anzahl von Sternen. Während Level 9 dem Nachthimmel entspricht, der vom Zentrum einer Großstadt aus gesehen wird, wo nur wenige Sterne zu sehen sind.

Ursachen

Die Hauptursache für Lichtverschmutzung ist die Emission von Licht durch künstliches Licht. Dies wird wiederum durch eine Reihe menschlicher Bedürfnisse bestimmt, zu denen gehören:

- Ermöglichen Sie nächtliche Aktivitäten.

- Schaffung von Bedingungen für die Sicherheit der Bürger.

- Erleichterung der Sicherheit des Fahrzeugverkehrs.

- Ausweitung der Wirtschaftstätigkeit.

- Werbebeleuchtung.

- Zierbeleuchtung.

Diese Lichtemission kann durch die Einwirkung von drei Hauptfaktoren zu Umweltverschmutzung führen:

Direkte Ausgabe

Dies ist der Hauptfaktor der Lichtverschmutzung, da künstliches Licht in die dunkle Umgebung abgegeben wird, um sie zu beleuchten. Es ist aufgrund seiner Intensität eine starke Verschmutzungsquelle und normalerweise multidirektional.

Eine moderne Stadt ist eine Lichtquelle, dank der Kombination unzähliger Quellen, die öffentliche und private Beleuchtung umfassen. Dies umfasst Straßen- und Alleenstraßenlampen oder -lampen, Lichter in Häusern und Gebäuden für wirtschaftliche Aktivitäten, beleuchtete Schilder, Werbetafeln und Fahrzeugscheinwerfer.

Dieses emittierte Licht kann seine umweltschädliche Wirkung direkt ausüben, wenn es auf einen Lebensraum von Lebewesen gerichtet ist. Ebenso kann es sekundär durch Reflexion oder Brechung erfolgen.

Reflexion auf beleuchteten Flächen

Das emittierte Licht wird auf den Oberflächen des städtischen Gebiets wie Straßen, Gebäuden, Schildern und allen Objekten in seinem Aktionsradius reflektiert. Wenn Photonen mit diesen Oberflächen kollidieren, werden sie in verschiedene Richtungen reflektiert und erzeugen das leuchtende Leuchten der Stadt.

Dieser sekundäre Kontaminationsfaktor ist jedoch offensichtlich schwächer als der erste. Tatsächlich ist in Städten, in denen Glühbirnen richtig gerichtet sind, die umweltschädliche Wirkung der Reflexion erheblich gering.

Reflexion in atmosphärischen Partikeln

Schließlich wird das emittierte und reflektierte Licht auf die Atmosphäre gerichtet und kollidiert dort mit den suspendierten Partikeln.

Typen

Die Lichtverschmutzung kann auf verschiedene Arten klassifiziert werden, abhängig von der Art der Lampe, die sie erzeugt, ihren Eigenschaften oder der Quelle, die sie erzeugt.

- Je nach Lampentyp

Die Lichtverschmutzung hängt vom Lampentyp ab, der das Licht liefert. Monochromatische Lampen wie Natriumdampflampen sind weniger umweltschädlich als Weißlichtlampen wie Leuchtstofflampen oder einige LEDs.

- Entsprechend seinen Eigenschaften

Projizierte Lichtstreuung

Es ist die Streuung des Lichts, die diffus ist und wesentlich zur Blendung der städtischen Zentren beiträgt.

Invasives Licht

Dies ist der Fall, wenn die externe Lichtquelle die Häuser oder Bereiche durchdringt, in denen ihre Beleuchtungsfunktion nicht entspricht, und so zu einem Schadstoff wird.

Blendung oder Blendung

Es ist eine übermäßige oder plötzliche Beleuchtung, die bei Fußgängern und Fahrzeugführern Blendung verursacht und Unfälle verursachen kann. Zum Beispiel Fernlicht eines Fahrzeugs.

Heterogene Beleuchtung oder Überfüllung

Es handelt sich um Bereiche mit unregelmäßiger Beleuchtung und unterschiedlichen Lichtquellen, die zu Orientierungslosigkeit, Verwirrung, Ablenkung und Stress führen. Zum Beispiel eine große Anzahl von Leuchtschildern und Straßenbeleuchtung.

Ebenso können Bereiche mit einem Überschuss an künstlicher Beleuchtung für die dort ausgeführten Aufgaben dargestellt werden.

- Laut Quelle

Straßenbeleuchtung

Dies ist die größte Lichtverschmutzungsquelle, die es gibt, insbesondere wenn das Beleuchtungssystem nicht richtig ausgelegt ist. Diese Quelle ist für 40 bis 60% der Lichtverschmutzung verantwortlich, sowohl durch Diffusion von projiziertem als auch invasivem Licht.

Leichte Warnungen

In einigen großen Städten wie New York oder Tokio erreicht diese Lichtquelle ein hohes Einfallsniveau. Es ist eine direkte Ursache für projizierte und invasive Lichtstreuungsverschmutzung, da es über dem Horizont emittiert.

Fahrzeugscheinwerfer

Dies ist eine mobile und variable Quelle, die in Städten mit hohem Nachtverkehr zu einem wichtigen Faktor für die Lichtverschmutzung wird. Abhängig von der Art des Scheinwerfers und wenn die Regeln für seine Verwendung nicht eingehalten werden, ist dies eine Ursache für Blendverschmutzung.

Private Beleuchtung

Die Lichter in Häusern, insbesondere in Gebäuden in Großstädten, erzeugen eine erhebliche Lichtverschmutzung.

Reflektoren

Im Allgemeinen ist dies eine Quelle für Punktlichtverschmutzung, da es sich um die Reflektoren handelt, die in öffentlichen Shows verwendet werden. Die Verschmutzung erfolgt durch Diffusion von projiziertem und invasivem Licht.

Effekte bearbeiten

Die Auswirkungen der Lichtverschmutzung lassen sich in drei große Kategorien einteilen:

- Auswirkungen auf den Nachthimmel

Die Lichtverschmutzung durch die Blendung der Städte macht den Nachthimmel unsichtbar. Wir können die Sterne dank des Kontrasts ihrer Helligkeit (selbst oder reflektiert) im Kontext der himmlischen Dunkelheit sehen.

Aspekt des Himmels in der Nacht mit und ohne Lichtverschmutzung. Quelle: Jeremy Stanley

Der Lichtblitz der Städte erhöht die Klarheit des himmlischen Hintergrunds über der Helligkeit der Sterne und macht sie unsichtbar.

- Auswirkungen auf den Menschen und seinen Lebensraum

Eindringen von externem Licht

Außenbeleuchtung in Städten erzeugt häufig Lichtverschmutzung, indem sie in die Privatsphäre von Häusern eindringt. Manchmal kann dies von Vorteil sein, indem wir uns beispielsweise nachts bewegen können, ohne das interne Licht einzuschalten.

Es schränkt jedoch die anderen Umstände ein, unter denen Sie die Dunkelheit beibehalten möchten, ohne die Fenster schließen zu müssen.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Lebewesen reagieren auf zirkadiane Rhythmen, dh physiologische Reaktionen in definierten Zeiträumen zwischen 20 und 28 Stunden. Daher führt die Veränderung der Hell- und Dunkelzyklen zu physischen, mentalen und Verhaltensänderungen. Lichtverschmutzung verursacht schwere Schlafstörungen und damit Verhalten beim Menschen.

Melatonin ist ein nächtliches Sekretionshormon, das von der Zirbeldrüse produziert wird. Es hilft, die biologische Uhr zu regulieren und die nächtliche Östrogenproduktion zu reduzieren.

Es ist erwiesen, dass die Produktion von Melatonin drastisch reduziert wird, wenn der menschliche Körper künstlichem Licht ausgesetzt wird. Studien (noch nicht abschließend) zufolge könnte dies das Risiko für bestimmte Krebsarten erhöhen.

Die französische nationale Agentur für Gesundheit, Lebensmittelsicherheit, Umwelt und Arbeit (ANSES) hat ihrerseits auf andere Risiken der Lichtverschmutzung hingewiesen. Zum Beispiel oxidativer Stress, der in der Netzhaut durch das hohe Auftreten bestimmter Beleuchtungsarten (z. B. LED) erzeugt wird.

Wirtschaftliche Auswirkungen

Lichtverschmutzung ist eine Folge eines Überschusses an gestreutem Licht, daher bedeutet dies eine Verschwendung. Es wurde ein Anstieg von nicht weniger als 20% berechnet, der zu direkten wirtschaftlichen Verlusten führt.

Zu den Abfällen, die zu Lichtverschmutzung führen, kommen alle wirtschaftlichen Kosten hinzu, die mit ihrer Herstellung verbunden sind (Ressourcen und Verschmutzung aus anderen Quellen).

Darüber hinaus hat die Lichtverschmutzung die Einrichtung astronomischer Observatorien an Orten erzwungen, die weit entfernt von besiedelten Zentren liegen. Dies hat die Bau- und Betriebskosten erhöht, hauptsächlich im Zusammenhang mit dem Transport von Material, Material und Personal.

Technische Auswirkungen

Die Astronomie wurde aufgrund der oben genannten Auswirkungen auf den Nachthimmel durch Lichtverschmutzung beeinträchtigt. Tatsächlich warnten Astronomen als erste davor und entwickelten eine Größe, um es zu messen.

Dieser Index wird als Luminanz des himmlischen Hintergrunds bezeichnet und misst die Zunahme seiner Klarheit.

Ästhetische Auswirkungen

Wer noch nie weit von städtischen Zentren entfernt war, konnte einen Sternenhimmel nicht richtig einschätzen. Dies impliziert den Verlust einer bedeutenden ästhetischen und emotionalen Erfahrung, die nur erlebt werden kann, wenn man sich wesentlich von Städten entfernt.

Berücksichtigen Sie, dass sich die von Großstädten verursachte Lichtverschmutzung über mehrere zehn Kilometer erstreckt und mit benachbarten Städten in Verbindung steht. Daher sprechen die gleiche Bedrohung für unsere nächtliche Landschaft und einige Autoren vom kulturellen Verlust der "Erfahrung der Nacht".

- Auswirkungen auf natürliche Ökosysteme und die biologische Vielfalt

Der Zyklus von Tag und Nacht mit ihren charakteristischen Beleuchtungsstärken hat die Evolution der Arten bestimmt. Diese haben daher ihr Verhalten an diesen Zyklus in jeder bestimmten Umgebung auf dem Planeten angepasst.

Tiere

Wildtiere reagieren noch empfindlicher auf die Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf ihre biologische Uhr und Ethologie (Verhalten). Arten mit nächtlichen Gewohnheiten wie Fledermäuse und bestimmte Amphibien sehen ihren Lebensraum ernsthaft durch Nachtbeleuchtung beeinträchtigt.

Bei ungewöhnlicher Beleuchtung passen sich Tiere entweder durch Ablehnung oder Anziehung gut an. In jedem Fall impliziert dies Änderungen in ihren Fütterungs-, Migrations-, Fortpflanzungs- oder Raubtier-Beute-Beziehungen.

Wenn beispielsweise Meeresschildkröten nach dem Schlüpfen zur See fahren, verlieren sie den Weg zu Lichtquellen. Nächtliche Raubvögel wie Eulen benötigen Dunkelheit, um ihre Beute zu erkennen und zu verfolgen.

Arten von Insekten und Fröschen werden von Lichtquellen angezogen und ihre Populationen nehmen infolgedessen ab. Deshalb wirken sich sehr beleuchtete Gebäude in der Nähe von Naturgebieten negativ auf diese Organismen aus.

Denken wir daran, dass die Arten mit einem aktiven nächtlichen Zyklus ein wichtiger Teil des Tierreichs sind. Es wird geschätzt, dass etwa 30% aller Wirbeltiere und mehr als 60% der Wirbellosen nachtaktiv sind.

Pflanzen

Die Blüte von Pflanzen ist ein Prozess, der durch das Zusammenspiel von genetischen und Umweltfaktoren, einschließlich der Photoperiode, bestimmt wird. Das heißt, sie reagieren auf die Dauer von Tag und Nacht, und die Veränderung dieser Rhythmen wirkt sich auf die Blüte bestimmter Arten aus.

Das Verhältnis der Lebewesen zu den Zyklen von Licht und Dunkelheit ist so relevant, dass es die Entwicklung zweier Disziplinen der Biologie motiviert hat. Eine davon ist die Escotobiologie, die die Beziehung zwischen Leben und Dunkelheit untersucht. Die andere ist die Chronobiologie, die biologische Rhythmen untersucht.

- Auswirkungen auf andere Schadstoffe

Saurer Regen

Photochemische Effekte sind für bestimmte Prozesse, die in der Atmosphäre erzeugt werden, wesentlich. Beispielsweise erzeugen NOx-Radikale in Gegenwart von Licht Säuren und in Abwesenheit von Licht zersetzen sie sich.

Kontinuierliches künstliches Licht erhöht daher die Produktion von Säuren und damit von saurem Regen. Es wird geschätzt, dass dieser Anstieg zwischen 5 und 7% liegt.

Treibhausgase

Wie bereits in Bezug auf die wirtschaftlichen Auswirkungen erwähnt, werden etwa 20% des Lichts verschwendet und in Lichtverschmutzung umgewandelt. Dies hat aber auch Auswirkungen auf die Erzeugung anderer Schadstoffe, insbesondere auf die Produktion von CO2.

Der größte Teil des Stroms wird in thermoelektrischen Anlagen erzeugt und diese emittieren CO2, das wichtigste Treibhausgas, das die globale Erwärmung verursacht.

Beispiele für Orte mit Lichtverschmutzung

Die auffälligsten Fälle von Lichtverschmutzung sind die Großstädte der Industrieländer. Aufgrund der hohen Bevölkerungskonzentration und des hohen wirtschaftlichen Niveaus ist der Überschuss an Nachtbeleuchtung offensichtlich.

In Bezug auf die Weltregionen ist die größte Lichtverschmutzung in Nordamerika, Europa und Asien zu verzeichnen.

Las Vegas (USA) in der Nacht. Quelle: EconomicOldenburger - Alles über den Las Vegas Strip

In Nordamerika stechen die Vereinigten Staaten (insbesondere die Ostküste) hervor, während in Europa Griechenland, Malta und Spanien sowie in Asien Japan, Taiwan und China hervorstechen. Auf Stadtebene in den USA fallen Las Vegas und New York auf. Andere bemerkenswerte Städte sind Moskau, Valencia, London, Rotterdam, Paris, Hongkong und Tokio.

In diesen Städten ist das Nachtleben aufgrund ihrer Größe und sozioökonomischen Dynamik intensiv und treibt die Nachfrage nach Beleuchtung in öffentlichen und privaten Bereichen an. In gleicher Weise steigt der nächtliche Kraftfahrzeugverkehr und die kommerzielle Werbung durch leuchtende Werbung.

Hongkong

Eine hohe Bevölkerungsdichte und eine florierende Wirtschaft machen Hongkong zu einer Stadt mit hoher Lichtverschmutzung. Es hat mehr als tausend Wolkenkratzer, was einige veranlasst, es als die Stadt mit der höchsten Lichtverschmutzung der Welt zu betrachten.

Tokio (Japan) beleuchtet nachts. Quelle: Moyan Brenn aus Italien

Laut einer Studie der Universität Tokio ist die Nacht in Hongkong tausendmal heller als die festgelegte Grenze.

Las Vegas (USA)

Die größte Einnahmequelle in dieser Stadt ist der mit Glücksspielen verbundene Tourismus, der die weltweit größte Konzentration an Leuchtschildern fördert. Andererseits ist es üblich, Hochleistungsreflektoren zu verwenden, um den Himmel direkt zu beleuchten.

New York (USA)

Dies ist eine der Städte mit der höchsten Lichtverschmutzung der Welt, insbesondere das Geschäftsviertel von Manhattan. Es ist eine merkwürdige Tatsache, dass jährlich etwa 90.000 Vögel sterben, wenn sie mit Wolkenkratzern kollidieren, die durch die intensive Beleuchtung desorientiert sind.

Valencia Spanien)

Valencia ist die spanische Stadt mit der höchsten Lichtverschmutzung und teilweise die größte in Europa. 2007 gab diese Stadt trotz der Hälfte der Einwohner 1,5 Millionen Euro mehr aus als Barcelona.

Heute wird jedoch ein Programm gefördert, um ineffiziente Straßenlaternen in der öffentlichen Beleuchtung zu ersetzen und die Lichtverschmutzung zu verringern.

Lösungen

Lösungen zur Lichtverschmutzung umfassen soziale, rechtliche und technische Maßnahmen.

- Sozial

Es ist wichtig, das Bewusstsein für die Lichtverschmutzung, ihre Folgen und Lösungen zu schärfen, um die Unterstützung der Bürger für ihre Kontrolle zu erreichen. Unterstützung für entsprechende gesetzgeberische Maßnahmen und den rationellen Einsatz von Beleuchtung in Haushalten und Gemeinden ist erforderlich.

- Legal

Es gibt eine Vielzahl von gesetzlichen Rechten, einschließlich der Rechte, die vor Lichtverschmutzung geschützt werden müssen. Vom Recht über den Schutz der Sicht des Nachthimmels als Teil der Landschaft bis zum Schutz der natürlichen Lebensräume.

Daher ist es wichtig, Gesetze zu haben, die die Verwendung von Beleuchtung regeln und die Lichtverschmutzung einschränken. Das heißt, durch Vorschriften die Nutzungsdauer der Beleuchtung und die Implementierung geeigneter Geräte für eine rationelle Nutzung des Lichts festzulegen.

Besonders relevant ist das Verbot der Lichtemission über dem Horizont, mit Ausnahme der Anforderungen der Luftfahrt.

- Techniken

Teams

Es gibt Lampen mit Zeitschaltuhren, mit denen die Beleuchtungszeiten an die unbedingt erforderlichen Bedingungen angepasst werden können. Ebenso müssen die Leuchten das Licht streng auf die gewünschten Bereiche fokussieren und dessen Streuung vermeiden.

Dies setzt eine angemessene Auslegung des Beleuchtungssystems und die Verwendung der jeweils geeigneten Ausrüstung voraus. Besondere Aufmerksamkeit muss der Neigung, Richtung, Eigenschaften und Art der Leuchten gewidmet werden.

Damit das Licht die horizontale Linie nicht überschreitet, gibt es geeignete Formteile, mit denen die Lampen auf den Boden fokussiert werden können.

Lichtart

Das am wenigsten umweltschädliche Licht ist monochromatisch, dh das Licht, das im Gegensatz zu weißem Licht aus einer einzelnen Wellenlänge (oder wenigen Längen) besteht. Ideal sind Natriumdampf-Niederdrucklampen (gelbes Licht), da sie weniger Lichtverschmutzung erzeugen, indem sie weniger Interferenzen verursachen.

Zoneneinteilung

Die Zonierung des Gebiets ist wichtig, basierend auf seinem tatsächlichen Beleuchtungsbedarf und seiner Anfälligkeit für Lichtverschmutzung. Dies ermöglicht die Festlegung von Vorschriften und anderen technischen Maßnahmen, die für jeden Bereich geeignet sind.

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