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廢水資源化利用率

發布時間:2024-11-30 13:03:35

A. 廢水資源化利用能提高水資源的利用率嗎

廢水資源化利用是將廢水轉化為可再利用的水資源,提高水資源的利用率,杭州深瑞環境有限公司對此表示贊同。其是解決當前水資源緊缺問題的有效途徑之一。

首先,廢水資源化利用減少廢水排放,減輕對環境的壓力。同時,轉化為可再利用的水資源,減少對新鮮水源的需求,緩解水資源短缺問題。

其次,廢水資源化利用能降低水處理成本。廢水處理耗費大量資源,而資源化利用則能通過處理廢水來減少水處理設施的運行成本,提高水資源利用效率。

廢水資源化利用還能促進企業可持續發展。企業通過降低水資源消耗,樹立環保形象,提高社會責任感,實現自身發展與環保的雙贏。

B. 如何加強污水的治理和循環利用

在治理水環境污染,一方面要保護水資源,防止水資源的浪費、破壞和污染;另一方面還要加強水處理技術的開發和推廣,在進行污水處理的同時,做到污水資源化,完善污水排放的法律法規,普及全民保護水環境的意識。

一、加強水資源保護。嚴格執行《水污染防治法》和《環境保護法》,對污水的排放標准應嚴格控制,尤其是要加強對工業污水排放的監督,對違法排放的企業要從重處罰。加強對排污口的各類污染源的跟蹤監測,加強對地下水和地表水的水質監控,發現問題及時解決。同時,需完善相應的法律法規,建立健全水環境保護法律體系。

二、提高水處理技術。強化已有的常規水處理工藝,發展和推廣深度處理技術工藝,包括活性炭吸附、臭氧高級氧化技術、臭氧和活性炭連用技術以及膜過濾技術等。污水治理過程中,有效治理污泥也是非常重要的環節。片面強調污水治理,而不重視污泥處理工作,會嚴重影響治污效果。另外,在技術儲備上,應加快環保型水處理技術的革新。

三、加強應對突發水污染的管理措施,積極防範突發水污染事件。近年來,我國水污染突發事件時有發生。應開發和安裝水污染的自動化在線檢測系統,對水源進行實時監控。另外,加快發展水處理應急設備技術和工藝建設。在制度管理上,對廢物廢水尤其是工業化工原料和危險廢物廢水進行全過程監控,防止大面積水污染事件的發生。

四、加強污水資源化,提高水資源的利用率。目前,我國水資源利用率不足50%,重復利用率為20%左右。低效的水資源利用,加劇了水資源的浪費局面。因此應採用先進的節水技術和生產工藝,研究污水的治理和循環利用,如中水回用、工業冷卻用水的循環利用等,都是充分合理地利用水資源。再如,將馬桶用水直接流入沼氣發酵池,利用其產生的無毒害能源沼氣,進行廢渣處理後形成無污染的農家肥,做到「源於生活,用於生活」。

五、加強宣傳,提高全民的水資源保護和再利用意識。水資源保護和治理,不僅與政府或相關部門有關,而且與我們的生活和身體健康息息相關,要加強大眾水環境保護意識普及教育,防止對水資源的浪費、破壞和污染,促使人人都為水環境保護貢獻力量。

C. 我國水資源開發利用程度的警示線國際公認的水資源利用程度的警示線是40%,是在不考慮廢污水處理與利用以

我國水資源開發利用程度的警示線探討
李 東
(黃河水利委員會水文局 河南鄭州 450004)
摘要:國際公認的水資源利用程度的警示線是40%,是在不考慮廢污水處理與利用以及「洪水資源化」的前提下的設立的標准;目前我國水資源開發利用程度平均接近25%,但南北差異很大極不平衡,北方河流長時期水資源利用程度高達80%,甚至更高;隨著我國廢污水的處理程度的大幅度提高,水利工程的建設和「洪水資源化利用」的常態化,結合中國特點與實際,經分析我國水資源開發利用程度的警示線可適當提高,我國北方設高為60%,南方也可維持在40%。
關鍵詞: 水資源開發利用程度(率) 警示線 中水利用 洪(雨)水利用

1. 水資源開發利用率的概念
1.1 水資源開發利用率定義
水資源利用程度的主要指標為「水資源開發利用率」。
水資源開發利用程度,即水資源開發利用率,是指流域或區域耗水量占水資源總量的比例,是水資源利用中的耗水程度。
通常從水資源規劃利用角度,水資源開發利用率是指供水能力,即保證率為75%時可供水量與多年平均水資源總量的比值,是表徵水資源可利用程度的一項指標。
從水資源利用統計分析計算的角度,除了實際耗水量,也可採用供水量與總的水資源量之比,體現的是水資源量被耗用即供用水利用的程度。
水資源開發利用又可分為河川徑流(簡稱地表水)水資源開發利用和地下水資源開發利用,一般以河流為單元只統計地表水資源開發利用,流域為單元時綜合統計,或分別統計,但不特別指出時(如綜合利用率),也僅是指地表水資源開發利用;比如一條河流的開發利用就是指該河流的地表水資源開發利用。
由於河流來水並不是一成不變的,又有豐水年、枯水年和平水年之分,所以在計算當年實際河流水資源開發利用率時,隨著水量的變化又有所不同。當然,一年裡也有豐水與枯水期,豐水期即汛期的水水庫攔蓄後枯水期使用。
1987年9月11日國務院辦公廳轉發了國家計委和水電部「關於黃河可供水量分配方案報告的通知」。黃河可供水量分配方案為依據黃河河川徑流量為370億m3。黃河可供水量是扣除輸沙水量及生態水量,亦稱河道外的可利用量。
如黃河斷流最嚴重的1997年利津入海徑流量只有18.6億m3,當年地表水資源利用率高達80%,當然這里指的是消耗程度,也就是說80%的水被耗用掉,那麼當年的利用程度更高一些,因為利用量中有一部分回歸河道並沒有被消耗。
1.2國際公認的水資源利用程度的警示線
2002年新修訂「中華人民共和國水法」,中國人大司法解釋權威性提出:國際上一般認為的對一條河流的開發利用不能超過其水資源量的40%的警示線。
該數值是大范圍長時段的平均值。對於不同年份以及年內不應該是一個固定數據,同時具有兩個明顯特徵:各時段各地區是不一致的;隨著經濟的發展水利工程發展、科學技術發展,雨水利用遍地開花與大型工程洪水集中利用、污水處理後中水利用等各種手段得到應用,應該說該警示線數據也不是一成不變的,隨著社會經濟發展而隨之改變;同時,中國屬於嚴重缺水國家並且旱澇頻繁不可能完全照搬所謂的國際上警示線。

2. 我國水資源開發利用現狀
我國水資源開發利用程度接近25%,從全國而言,不完全一樣,呈現「北高南低」,南方特別是西南,水資源豐富而利用量少,利用程度低,而北方尤其是西北乾旱地區和華北地區利用程度高。
2.1 北方水資源開發利用率較高
北方主要河流已超過50%,其中海河流域和黑河流域個別年份已超過90%。黃河、海河、遼河、淮河的水資源利用率一般都超過了國際警示線,其中海河和淮河每年大約引黃河水100億m3,部分內陸河超過100%。
2007年甘肅省水資源公報:水資源開發利用程度,即毛用水量與水資源量(自產地表水與不重復地下水之和)之比。全省為45.8%;內陸河流域為100.2%;黃河流域為37.8%;長江流域為4.1%。
淮河水資源公報:2008年淮河流域地表水資源開發利用率為49.9%(地表水資源開發利用率是指地表水供水量佔地表水資源量的百分比),山東半島地表水資源開發利用率為19.9%,淮河片地表水資源開發利用率為45.6%。
2008年海河流域天然徑流量為126.93億m3,地表水供水量123.10億m3,扣除跨流域調水43.25億m3,當地地表水供水量79.85億m3,地表水資源開發利用率為62.9%
2.2 南方水資源開發利用率普遍較低
根據中國水資源公報,2008年從國境外流入我國境內的水量為233億m3;從國內流出國境的水量為6057億m3,流入國際邊界河流的水量為647億m3;全國入海水量為16101億m3。
從2008年來看,每年我國超過2.2萬億m3河川徑流水資源沒有被利用入海出境了。
南方水資源開發利用程度低,長江流域僅為18%。
根據雲南水資源公報2008年全省水資源開發利用率(水資源開發利用率為河道外供水量與多年平均水資源量的比值)為6.9%。
2007年珠江流域片水資源開發利用率為20.2%,但個別地區經濟發達地區也超過80%,其中經濟發達的珠江三角洲的水資源開發利用率最高,達83.1%。
2.3 我國水資源開發利用率地區差異大
我國水資源開發利用率呈現北高南低與降雨帶與人類活動關系密切。
因受人口密度、經濟結構、作物組成、節水水平、水資源條件等多種因素的影響,各地區的用水指標值差別很大。
1999年中國水資源公報根據水資源量計算和供用水統計成果,並考慮跨流域調水、水庫蓄水變數和地下水儲存變數等因素的影響,對九大流域片地表水控制利用率(地表水源供水量佔地表水資源量的百分比)進行了估算。地表水控制利用率也是地表水資源開發利用率。松遼河片為24%(其中遼河流域為52%),海河片為94%,黃河片為76%,淮河片為78%,長江片為15%,珠江片為18%,東南諸河片為14%,西南諸河片為2%,內陸河片為34%(其中河西內陸河為80%)。
總之,我國水資源開發利用程度地區分布不均,「北高南低」,隨氣候和人類活動而變化,乾旱年高,豐水年低,隨社會發展總用水量增加。

3. 我國乾旱缺水狀況決定了必然需要大量水資源
我國是一個乾旱缺水嚴重的國家,我國的人均水資源量只有2300 m3,僅為世界平均水平的1/4,位列世界第121位,是全球人均水資源最貧乏的國家之一,是聯合國認定的「水資源緊缺」國家。
我國年年有乾旱,平均不到3年發生一次重特大旱災,尤其經常發生區域性特大旱災。正是我們重視水利工程的建設,「水利是農業命脈」,大興水利,在許多大旱之年仍然奪取農業大豐收,使我國糧食產量逐年創新高。
我國又是幅員遼闊的國家,各地氣候等自然條件差異很大,西南、東南沿海地區因受季風和台風影響,降水量相對比較豐富,水資源量也就相對較為豐富,但北方特別是西北,尤其是西北內陸地區降水量稀少,水資源量匱乏,人均水資源量僅為全國平均數的1/8—1/10。過去,我國旱災高發的區域主要在乾旱缺水的北方地區,特別是西北地區。近幾年,在傳統的北方旱區旱情加重的同時,南方和東部多雨區旱情也有所發生,甚至在擴展和加重。
2010年中國西南大旱范圍波及中國西南五省市區(雲南、貴州、廣西、四川及重慶)並蔓延到湖南等省市。旱災影響范圍已由傳統的農業擴展到工業、城市、生態等領域,工農業爭水、城鄉爭水、超采地下水和擠占生態用水現象越來越嚴重,特別是人畜飲水嚴重困難,花費很大人力物力。
據氣象專家分析,這是有氣象資料以來,西南地區遭遇的最嚴重乾旱。乾旱的原因是降水少、氣溫高,兩重原因共同作用,加上持續時間很長,導致自然災害造成損失嚴重。

4. 我國水資源受海洋季風控制降水時空分布不均
要充分認識水資源性天然可再生資源。在太陽和地球表面熱能的作用下,地表上的水不斷被蒸發成為水蒸氣,進入大氣環流,隨著氣流運移與上升,冷暖氣流的交匯,水蒸氣遇冷又凝聚成水滴,在重力的作用下,以降水的形式落到地面,這個周而復始的過程,稱為水循環。在大氣環流的影響下,把海洋和大陸的水循環溶成一體,我國水資源補給來源主要為季風大氣降水,東南季風、西南季風是形成我國降水的主要水源,把太平洋、印度洋的水汽輸送到我國西南、東南廣闊地區,特別是東南季風深入到我國中西部地區,連我國新疆降水也是西風環流把大西洋的水汽輸送過來。比如台風是一個典型的海陸水循環的氣象現象,台風輸送大量的海洋水汽,短時間帶來大量降水,形成暴雨,給所到陸地造成災害。
河流來水並不是一成不變的,受降水影響,有豐、枯之分。而我國幅員遼闊,東西南北氣候差別大,同時受到環流和季風影響,降水年際年內都變化非常大,導致我國水資源從空間分布不均、時間上年際有豐枯差異、年內多集中於汛期。
從年內角度看,我國大部分地區降水主要集中在汛期,其降水量佔全年降水量的60%以上,經對汛期和冬季降水統計,扣除雪山冰川融水(降雪降雨又有補充)外,中國水資源每年更新來源於海洋季風大氣降水超過90%以上。
正因為洪水期為了防洪,每年我國超過2萬億m3河川徑流水資源沒有被利用流入海或出境了。

5. 人類活動的影響著我國警示線標準的設立
5.1 大中型水庫攔蓄洪水
只有通過建立高壩大庫有更多的蓄水庫容,才有可能實現「洪水資源化」。我國建設了小浪底,特別是三峽水利樞紐工程具備了特大型水庫的建設經驗和能力,具有調節洪水能力大庫高壩大系統骨幹工程作基礎,依靠關鍵技術作支撐。
洪水資源化就是把入海汛期洪水攔截下來留在陸地以備利用,增加水力發電量、作為社會供水和生態環境用水等。在黃河流域用來調水調沙,即利用洪水通過水庫調度水沙把庫區和河道內的泥沙排入大海。把洪水大量蓄在陸地有利於對抗海洋的升高趨勢。
在我國很多地方形成了傳統的看法,洪水是災害,要盡快排走、入海為安;沒有把洪水當做資源,「興利與除害結合」也僅是說利用非洪水資源和防大洪水。洪水給人類帶來過巨大災難,同時洪水也可利用,即具有水害和水利雙重特性。
洪水資源化的提出意在防洪減災、除害與興利有效地結合起來,實現「給洪水出路,讓部分洪水為我所用」的治水戰略,進一步促進人水和諧發展。
坦率說洪水是不能完全控制的,也是無法完全根治的,盡管我國在大江大河已經建立了有效的防洪體系,洪水難題仍將是中國長期的心腹之患;既然不能掌控洪水,那麼我們可以利用工程措施和「管理洪水」,採取包括「洪水資源化」為主要內容的措施綜合治理洪水。洪水利用和洪水資源化在我國水資源相對緊缺顯得尤為重要。
我國水庫調節能力有限,比如黃河上僅有龍羊峽為多年調節水庫,而著名的三峽水庫也只是季調節水庫。
我國正在大力開發水利水電清潔能源,主要河流已經做了規劃,建議在可行性的基礎上適度提高壩高增加庫容,為防洪和洪水利用增加有效的「公益性」庫容。一方面多蓄洪水達到防洪目的、另一方面多發電彌補水電因枯水期帶來的調峰、同時也為社會供水和跨流域供水提供的可能。如長江流域以三峽水庫以上可分為三級,在干支流前端的水庫作為一級,可在汛期中蓄洪,中間大量水庫依次8月中下旬蓄洪、三峽水庫和丹江水庫可在9月蓄洪,這樣就形成了汛期中後期的蓄洪達到了梯級利用洪水發揮更大的效益。
5.2 集水工程
雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存,以備人類所用的一種方法。
雨水利用將會為解決未來水資源的短缺問題做出重要貢獻。
收集雨水用於人畜飲用和農業生產,我國2010年西南大旱部分地區的水窖發揮的很大作用。水資源匱乏的甘肅省開展雨水集蓄利用技術的研究及推廣工作,2009年已累計建成各種蓄水窖253萬眼,穩定解決了252萬人的飲水困難,發展集雨節灌農業457萬畝,在雨水利用方面積累了豐富的經驗和技術。在治理水土保持也發揮巨大作用,淤地壩與層層梯田能夠達到「水不下山」。
雨洪利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。北京市從2003年就制定並執行了《關於加強建設工程用地內雨水資源利用的暫行規定》,要求以後所有新建、改建、擴建工程均應加入雨水利用工程的建設,否則有關部門將不予驗收。
5.4 跨流域調水工程
中國水資源分布的一個重要特點是南方水多、北方水少,空間分布很不平衡。河川徑流主要來自降水,影響中國大部分地區降水的是來自西太平洋的東南季風和印度洋、孟加拉灣的西南季風。
跨流域調水工程水資源與洪水資源化重新分配有了保障。
毛澤東同志視察黃河提出「南方水多,北方水少,如有可能,借一點來是可以的。」
南水北調總體規劃推薦東線、中線和西線三條調水線路。通過三條調水線路把長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯系起來,構成以「四橫三縱」為主體的總體布局,以利於實現我國水資源南北調配、東西互濟的合理配置格局。規劃設想三條調水線路的多年平均年調水總規模448億m3,其中東線148億m3,中線130億m3。
把南水北調工程近期的主要供水對象確定為城市,可逐步置換擠占農業及生態用水,限制超采地下水、利用豐水年增加北調水量,恢復和改善地下水環境,增加農業、生態用水量。
根據近期規劃結果,2020年,全國將從跨流域調水工程中利用118億m3的水量來支持地下水超采治理,壓縮相應的地下水開采量。
5.5污水處理與利用
國際公認的水資源利用程度的警示線不考慮廢污水處理與利用的前提下的設立的標准。
根據國際普遍情況,在一般情況下社會用水大約有70%最終會轉變成污水,重新排入河流系統。因此,如果水資源的利用率為40%,那麼就大約有28%的污水排入河流,與原來的60%未使用過的河水相融合,整條河流就幾乎增加了一半的污水,對河流造成了比較嚴重的污染。這里的社會用水中主要污染物來源於工礦企業和城市生活。
國際普遍情況並不一定適合我國的具體情況,我國北方地區水資源開發利用程度高達80%,經過二十多年的不懈努力,河流生態逐步得到恢復,特別是污水處理再利用或達標排放或零排放,因此,所謂的國際上公認的水資源利用程度的警示線早已或已經不適應現實情況,建議我國水資源開發利用程度的警示線可設為50%較為合適。
污水處理再利用量是指經過城市污水處理廠集中處理後的污水回用量,不包括工業企業內部廢污水處理的重復利用量。中水又稱再生水、回用水,是指城市污水和工業廢水經凈化處理,水質改善後達到國家城市污水再生利用標准,可在一定范圍內使用的非飲用水。如果能將這些廢污水通過處理轉化為中水無疑將是一塊巨大的資源。提高污水處理率,增加污水利用量,污水資源化邁入進行大量使用階段。
根據中國水資源公報,2008年全國總用水量5910億m3,用水消耗總量3110億m3,綜合耗水率(消耗量佔用水量的百分比)為53%,2008年全國廢污水排放總量758億t;廢污水排放量是指工業、第三產業和城鎮居民生活等用水戶排放的水量,但不包括火電直流冷卻水排放量和礦坑排水量。
提高其他水源如污水資源化、海水淡化利用量,未來將有超過1000億m3潛力。

6. 結語
我國現在水資源開發利用程度接近25%,但流域之間差異很大。
國際上公認的一個流域或國家的水資源利用程度的警示線是40%,是在不考慮廢污水處理與利用的前提下的設立的標准,並且我國北方河流長時期水資源利用程度超過此警戒線,有些年份高達80%,甚至更高。
隨著我國廢污水的處理程度的大幅度提高,中水達標排放或零排放,雨洪工程和海水淡化,跨流域調水工程,以及隨著水利工程高壩大庫骨乾性工程的建成,「洪水資源化利用」的必將常態化,結合中國特點與實際,我國水資源開發利用程度的警示線可適當提高,我國北方設高為60%,南方也可維持在40%。
跨流域調水與國際河流開發利用、減少入海徑流、「洪水資源化」,通過建立高壩大庫容骨幹工程達到這一目的,通過工程措施應對氣候異常「超標准洪水」,結合管理科學化智能化,汛期前後「電調」嚴格服從於「水調」,有利於大江大河的長治久安提供工程性保障措施。

參考文獻:略。

D. 廢水資源化是什麼定義

你說的是正確 的;
1、廢水資源化,簡而言之,就是廢水「不廢」,還有用。
2、有回3中情況:
【1】廢答水回用的「資源化」:常說的「一水多用」的回收利用。例如,家庭里淘米水,在用來洗菜;企業的冷卻水回收用於中水的再利用等等。
【2】廢水治理回用的「資源化」:不能直接 回用的廢水,可以經過處理,達到水的再利用的目地。例如建築廢水,可以經過沉澱池處理,回收再用。
【3】廢水治理回用「內容物」:例如含重金屬的廢水,可以加生石灰沉澱其中的重金屬,可以進一步處理回收重金屬。而處理後的水,還可以作為酸性廢水的處理劑使。

E. 如何計算一個地區污水收集率,已知人口15000,當地供水能力為1000噸,請教各位專家,謝謝!

算污水規模的情況下,是日均用水量乘污水收集率。在完全分流的情況下,不影專響到污水收集率。總屬的用水規模並沒有變。污水收集量還是一樣的。污水處理 http://www.longpai.com.cn/chanpin/Default_7_1.html龍派(河南)水暖環保有限公司專業高效生產水處理設備、中水回用設備、污水處理設備、凈水處理設備、供水設備、換熱器設備及其工程等一條龍服務的專業化環保研究、開發、推廣、應用、咨詢、服務以及環保工程項目承包建設、為一體的高新技術投資開發環保型工程公司。

F. 山東半島城市群地區地質-生態環境及有關經濟指標評判

(一)山東半島城市群地質-生態環境總質量評判

前面已對山東半島城市群水-土資源進行了綜合承載力評判,作出相應的排序。參考國家統計局有關公報資料,在能源、礦產資源及生物資源上,也可作出相應的排序。其中,能源主要是油氣和煤炭能源,兩者可一並評判,見表37。

表37 山東半島城市群地區能源-礦產資源綜合評判排序

有關生物資源情況的評判,主要根據2005年的農林牧漁等總產值進行,見表38。

表38 山東半島城市群地區生物資源產值評判

大農業生產的總產值,反映了山東半島8個城市的農、林、牧、漁生物資源的開發條件,其排序為:濰坊;煙台;青島;濟南;威海;日照;淄博;東營。

據國土資源部門對山東半島城市群主要地質災害的評判(表39),災害排名(災害由少到多)為:濟南;濰坊;青島和淄博;日照;威海;東營;煙台。

表39 山東半島城市群地區地質災害綜合評判略表

地質-生態環境總質量評判,包括水資源、土地資源、能源-礦產資源、生物資源,以及地質災害等因素,由下式計算:

山東半島城市群地區地質-生態環境與可持續發展研究

式中:AE———地質-生態環境總質量;Ai———地質災害各因素評判值;pi———i因子的權值,通常取1,對水資源和災害均取2。

山東半島城市群綜合評判結果列於表40。

表40 山東半島城市群地質-生態環境總質量評判

如果強調水資源和災害因子,則山東半島城市群地質-生態環境總評判值AE為:濰坊,7.8;煙台,7.6;濟南,7.2;淄博,6.6;青島,6.4;威海,5.6;日照,5.0;東營,4.8。

如果不強調水資源和災害因子,則AE值為:濰坊,6;煙台,5.8;濟南,4.8;青島和淄博,4.4;東營,4;威海,3.6;日照,3。

在地質-生態環境的總質量評判基礎上,再考慮目前已發展的經濟狀況及地質-生態環境可支撐的能力,以進行多因素評判。多因素評判有以下一些指標:

Z1:包括水資源利用率、人均GDP值、全員勞動生產率、人均消費品零售額數、千人擁有醫生數、萬人擁有電話數、科技支出占財政收入比重、城鎮化水平等。

Z2:包括人均生態指標,涉及人均糧食產量、人均綠地面積、人均用水量、人均工業廢水排放量、人均SO4排放量。

Z3:反映人口、經濟增長與自然資源保有量之間的關系,化學需氧量(COD)濃度,森林覆蓋率等,以及環境對人口的承載力。

Z4:工業發展與環境保護間指標。

山東半島城市群運用上述指標評判的結果見表41。

表41 山東半島城市群地區地質-生態環境有關可支撐能力的評判

續表

在上述評判的基礎上進而考慮地質災害(Z5)情況進行評判,結果見表42。

表42 山東半島城市群可持續發展因子綜合評判排序

根據上述結果再進行地質-生態環境與可持續發展方面的綜合評判,見表43。

表43 山東半島城市群地質-生態環境與可持續發展綜合評判

地質-生態環境與可持續發展綜合評判,採用下式計算:

山東半島城市群地區地質-生態環境與可持續發展研究

式中:ST———地質-生態環境可持續發展評判數值;

Ai———地質-生態環境主要i因子;

Ej———環境可支撐的j因子組;

pi———i因子組的權重。

通過評判表明,煙台、濰坊、淄博、濟南、青島居於可持續發展的前列,當然,這幾個城市,也有重要的不良條件存在,因而,仍然需要分別予以考慮其最佳發展途徑與應採取的措施。其他城市也有可持續發展的前景,由於有的自然條件差、災害多,或者目前已發展的基礎條件還差些,因而評判分值低。整個山東半島城市群間,需要聯合協作,這樣才能相互取長補短,以共同取得可持續發展。

(二)山東半島地區主要城市的地質-生態環境問題

下面對山東半島城市群幾個重要城市地質-生態環境方面存在的主要問題,作些概略討論。

1.濟南市

濟南市(全市面積8227km2,人口642.88萬人(2005年底))是山東省省會,主要是政治、文化中心,也是經濟與商業的重要城市,濟南市存在的主要問題有水資源及地下空間開拓問題。

(1)水資源問題

有關濟南市水資源的情況見表44。

表44 濟南市和山東省水資源總量對比

濟南市水資源量佔全省比例是比較少的。地下水資源主要是碳酸鹽岩中的岩溶裂隙水。濟南市開發利用岩溶水資源,涉及魯中南山地的岩溶水資源問題(圖25)。

魯中南岩溶水富水地段的面積為3062.90km2,佔全區碳酸鹽岩分布范圍的13.9%,而其中的岩溶水開采資源量佔全區岩溶水開采資源量的75.6%。岩溶水富水地段多位於人口密集和工農業發達地區,為滿足當地工農業生產和生活需求,魯中南岩溶水被大量開發。

在20世紀50年代,魯中南岩溶水以泉水排泄為主。那時,流量在10000m3/d的岩溶大泉就有36處,泉水流量(30~35)×104m3/d,大的達50×104m3/d。70年代以來,隨著人民生活和工農業生產用水的增加,岩溶水人工開采量逐年增多。1972年枯水期,泉水出現了斷流。

近年來,魯中南岩溶水開采量已超過17×108m3/a,佔全區岩溶水開采資源總量的60%以上。可見,岩溶水資源的開發利用程度非常高,而全部岩溶水資源量的75%左右的實際開采資源量集中在岩溶水富水地段內。也就是說,魯中南岩溶水富水地段,人為集中了近80%的岩溶水開采資源量。

圖25 山東濟南岩溶泉分布及剖面示意圖(據山東省801水文地質工程地質大隊資料)

濟南是以岩溶泉著名的泉城,由於大量開采岩溶水資源,於20世紀70年代中期就發生過岩溶泉水斷流的現象。80年代初,曾在濟南市召開全國水文地質學術會議,重點討論濟南泉水斷流問題。當時專家們的一致意見是,應當節省與減少在泉水所在地城市區內直接開采岩溶水資源,可在濟南西部地區勘探研究以作開辟新開採的水源地,也可使抽降地下水形成的漏斗西移。至於目前濟南市和西部岩溶含水層是否為不同泉域,或一個大泉域具有一些分支流域,需要作進一步調查研究,也可為合理開發利用濟南岩溶泉水資源提供有力的論證依據。但此項建議一直未能很好開展。因此,氣候乾旱時期,濟南泉水不斷出現斷流現象,最長斷流達926d。要使濟南泉水不斷流,據多年地下水監測資料,應當使濟南市泉水排出地帶的岩溶水頭值,保持在27.9m高程以上,因此,保證泉水的不斷流,需要綜合管理濟南岩溶泉水的開發與利用。濟南岩溶泉水與水位、降水量的關系見圖26。

圖26 濟南市有關岩溶泉水資源變化(據山東省地質環境監測院)

1999~2001年,中國工程院擔負國務院重大咨詢項目「中國可持續發展與水資源戰略研究」,也曾在研究岩溶水資源中初步研究了濟南水資源問題,研究結果提出以下意見(盧耀如等,2002):

據以往調查成果分析,魯中南地區2010年時,若地下水和地表水資源能夠合理調配,尚可滿足需求。但如遇枯水年份,一些重要城市如濟南、淄博等均有供水缺口。2030年人口數量將達到高峰,人民生活水平亦大幅度提高,工業也將相當發達,國民經濟發展各部門需水要求將是非常高的。就魯中南水資源(包括地下水、地表水)供水能力而言,要滿足本地區2030年的需用水要求,是有很大難度的。為此,對魯中南岩溶水今後合理開發利用途徑提出如下建議:

1.挖掘岩溶水開發潛力,增大岩溶水供水量

前已述及,目前魯中南岩溶地區岩溶水資源雖然開發利用程度較高,但在不同地區,開發利用程度卻有很大差別。通過對有供水意義的富水地段進行水均衡計算可發現,有開發遠景(剩餘開采資源量大於2000×104m3/a)的富水地段仍有多處。

2.合理調整岩溶水開采布局和開采量,保護好岩溶水環境

岩溶地區的岩溶塌陷、泉水斷流等地質環境問題,主要是由於長期超量開采岩溶水所導致。因此,為防止岩溶地區地質環境問題的發生與發展,合理調整開采布局和開采量,是非常直接且行之有效的措施。下面,針對目前岩溶地區環境地質問題比較突出的濟南市,就合理調整岩溶水開發的具體對策,作些探討。

濟南素以「泉城」聞名於世,「家家泉水、戶戶垂楊」的自然景觀和「趵突騰空」的壯觀景象,使濟南成為北方重要旅遊城市。但進入20世紀70年代以來,泉水斷流甚至乾枯,嚴重損壞了濟南市的美好形象。因此,進行濟南保泉供水對策研究,對保護濟南市旅遊資源、發展本市經濟,都有著極其重要的現實意義。為此建議:

(1)調整開采布局,壓縮泉區附近地下水開采量

在泉區建設地下水供水水源地,是導致濟南「四大泉群」出現斷流現象的直接原因。自1959年至1981年,泉區地下水開采量由7.21×104m3/d增至31.22×104m3/d,地下水位從31m下降至26.73m,1997年泉區地下水開采量17.4×104m3/d。據分析,如保證泉水常年出流,泉區平均地下水位必須保證在27.9m以上,相應泉流量為14×104m3/d;如保證泉水常年「噴涌」的景觀,則地下水位必須保證在28.3m以上,相應泉流量為17.49×104m3/d。目前泉區地下水開采量為17.48×104m3/d,如維持「噴涌」,在現狀開采條件下,泉城內自來水廠必須全部停采。

(2)泉水「先觀後用」

對於泉區泉水可以在觀賞後,再抽取凈化以繼續開發利用。這條措施是比較經濟可行的。因為在泉區內原本就有3家自來水廠,供水管理是現成的,只需稍加改造即可投入運營。

根據泉水排泄情況,在泉水匯集處興建泉水處理廠,沿途要嚴禁污水排入。如果泉水可利用率達到80%,則每天可增加(10~14)×104m3/d的供水量,相當一個大型供水水源地。

(3)興建地下調蓄水庫

在濟南單斜山前地帶各個河流沖積扇區,分布有面積廣、厚度大的粗砂及砂礫岩層,可充分利用其較大的儲水空間及與岩溶水水力聯系密切的特點進行人工回灌,將地表淡水及未被利用的地表水部分轉入地下,增加地下水儲量。

據分析,通過興建地下水庫,可增加1.54×104m3的開采資源量。同時,將地表水轉入地下儲存,可減少水面蒸發並有利於水資源保護;調蓄水庫建成後可抬高區域地下水水位,對保泉供水非常有益。

(4)合理調配濟南市各區縣間水資源

濟南市轄市內五區(市中、歷下、天橋、槐蔭、歷城區)、四郊縣(商河、濟河、平陰、長清等縣)及一市(章丘市),鑒於供水需求和可供水量分配不均,可以在各區縣間合理地進行各種水資源調配,使其發揮更大的經濟、環境和社會效益。

(5)污水利用資源化

污廢水處理後分質供水,是擴大水資源量的又一途徑。就濟南市五區而言,目前污水年排放量為1.4×104m3/d,利用率僅為4%,故該區污水資源化大有可為。

3.地表水和地下水合理調蓄,聯合調度

魯中南地區地下水和地表水資源豐富,鑒於目前地下水開發利用程度較高,而地表水利用率尚很低的情況,進行地下水和地下水合理調蓄,可以使本區水資源發揮更大的經濟效益。

對一些地區,地表水和地下水已有初步調蓄,應進一步深入規劃相應措施,以取得更好的地表水和地下水的調蓄效果,解決水資源緊張問題,這些地區包括:萊蕪地區喬家店水庫、楊家橫水庫和鵬山水源地和淄河的太河水庫與大武水源地。

當然,需要強調,進一步開發利用岩溶水資源需要防治誘發不良的地質環境問題,如岩溶塌陷等。而目前,首先需要開展研究的,仍是濟南市東西部岩溶水文地質條件和相應的岩溶水資源的系統劃分及合理開發途徑問題。

濟南市,除了岩溶水資源外,在濟南市歷城區東北部至章丘市中部的山前沖積平原,面積為453km2,第四系厚40~80m的砂礫石含水層,單井涌水量達100t/d以上,開采條件良好。但是,由於多年超采地下水資源,造成地下水位下降,使地下水埋深達30m,也引起地下水的污染。山前沖積扇砂礫石層中地下水,除了大氣降水補給外,也與山區含水層中岩溶水動力條件與排泄關系密切相關。所以,山前砂卵石層地下水位的下降與山區岩溶含水層的水資源變化,也有密切關系,應統一分析與研究。

如玉符河沖積扇和山區岩溶含水層的關系見圖27。

圖27 玉符河沖積扇縱剖面示意圖和石灰岩地下水補給關系分析(據濟南市水利部門有關資料)

(2)地下空間開拓問題

濟南市是聞名國內外的岩溶泉城,是必須予以很好地保護的。隨著濟南城市的發展,人口也不斷增多,因此解決市區交通發展空間,也是濟南市突出的問題。

根據城市有關交通部門的規劃,濟南市客流發展情況見表45。

表45 濟南市中心區相應年限交通需求量

1999年濟南市軌道交通籌建處根據濟南的交通狀況,提出了濟南市城市軌道交通線網初始方案。線網初始方案由3條線路組成。

當時,有關方面專家曾進行了交流與討論。從地質上看,我們認為(盧耀如,2000;賀可強,2005):

第一,濟南市發展地下交通,應當深入調查地質-岩溶發育情況,結合城市今後發展的情況,認真地從地質條件上考慮地下空間的規劃。

第二,濟南市進行地下空間開拓,應當把保護濟南市的岩溶泉作為首要的評價准則,線路的規劃與工程的設置,必須密切根據岩溶條件考慮,需有深入研究的科學依據。

第三,濟南地區修建地鐵交通網,應當根據地質與保泉的要求,採用合理的適應當地岩溶情況的設計方案,合理地安排地下與地表輕軌連接的布局。

第四,濟南市地下空間的開拓,應當根據長時間的工程地質環境效應,來決定建設的方案與有關措施,因為如不考慮長時間的效應,可能會在今後引起難以挽回的損失,特別要注意建成運行後對泉水的不良效應與誘發塌陷等災害問題。

一方面,修建軌道交通,是建設地面輕軌,還是進行地下空間開拓,以地鐵為主,或者地表輕軌與地鐵相結合,是一個重要問題。如果以地下空間開拓為主,必須研究對濟南城市岩溶含水層中地下水的運動與補給途徑及地下岩溶水的水質的影響。最根本的問題就是對濟南市各泉的流量與水質的影響。另一方面,城市的發展要解決交通問題,也需要發展軌道交通。

綜合這兩個有矛盾的因素,從保護岩溶泉城這一基本原則出發,為使今後濟南市交通建設能夠滿足城市發展需要,特提出以下建議:

首先,控制泉水出露老城區的發展。老城區已封閉了二環路以內自備水井及自來水供水井,實行了統一管理。這對減少老城區亂開采岩溶水是有好處的。此外,老城區內不能再發展耗水企業,便於減少老城區對水資源的需求。

其次,老城區以發展地上軌道交通為主。在老城區,有人主張軌道交通埋深在8m以內。即使如此,也仍是會破壞岩溶水的排泄運動路線的,因為岩溶水是湧出濟南市地表的有壓水流,淺埋的隧道仍會對岩溶的排泄產生重要影響。其他城市已證明,深入含水層中的混凝土樁及地下建築,對地下水的滲流及滲流量有很大的影響,而且也明顯影響到地下水的水質。

再次,軌道交通線應以泉城西部新區為主。在新發展的濟南西部地區,可較多考慮軌道交通,盡量建設在第四系及非碳酸鹽岩地帶,以和東部城區相連接,但深入地下深度也應當以不影響岩溶水排泄運動的規律為主。西部的軌道交通,也可盡量建在第四系與石灰岩界面以上地帶。

總之,濟南市城市建設需要軌道交通,但從保護濟南岩溶泉水這一珍貴資源出發,應當更多深入地研究濟南市地質-生態-環境以及地下空間開拓的綜合效應。

2.青島市

青島市面積10655km2,人口819.55萬(2005年底),主要的地質-生態環境問題是水資源、鎘污染和海平面上升。

(1)水資源問題

青島市的水資源匱乏問題,20世紀60年代初就已存在,後來引黃入青,才緩解了供水困難的局面。青島水資源情況見表46。

表46 青島2005年水資源總量

青島市多年平均水資源量為13.91×108m3/a,P50%時為9.7×108m3/a,P95%時水資源量只有7478×104m3/a。2005年青島市用水量已超過10×108m3/a,而當年水資源量達23.70×108m3/a,但考慮到生態水流量只應占當地水資源量的40%左右時,則2005年青島市用水量已達當年水資源量的42.6%。如遇上旱年,青島市的水資源將很緊張。

青島市水資源的水質不是很好。青島市評價河段數為915.2km,而全年超標河段長達660.2km,超標率為72.2%。青島地區水庫的水質,在10個水庫中,有4個水庫為Ⅱ類水,2個水庫為Ⅲ類水,4個水庫為Ⅳ類水。青島不同季節水庫水質列於表47。

表47 青島地區水庫水質類型

就地下水而言,青島市濰彌白浪的平原區和膠萊大沽平原區,地下水水質為HCO3-SO2-4-Na2+-Ca2+型水,作為飲用水,水質不好。

青島市地下水污染情況見表48。

表48 青島市地下水污染狀況統計單位:km2

V類水在平原區占平原面積的21.6%。所以,從水資源數量及質量上看,青島市水資源仍是制約青島市發展的首要問題。

(2)鎘污染問題

在環境污染中,需要提及毒性排名第三的鎘(Cd)的污染問題,鎘克拉克值為0.2×10-6,岩石中平均含量為0.058×10-6

鎘在工業上有重要經濟價值,在國民經濟中佔有重要地位,正是這種原因,導致了鎘的環境污染。對於人體而言,鎘是一種僅次於黃麴黴素和砷的有害元素。人的體內本身不存在該元素,也就是說,鎘不是人體內必須元素。它的存在無論多少,都是一種禍害,只不過是當攝入量少時,對人體影響小一些,攝入量多時,危害嚴重一些。鎘對人體的危害表現在干擾人體對銅、鈷、鋅和鈣等有益元素的代謝,抑制激活酶系統,從而造成對腎臟、骨骼及肺部的損害。所以,國家在對鎘的環境問題上有嚴格要求,對大氣和煙塵等的工業排放都有限定標准,特別是對人們每天的必需品(如食品、水、肉類和魚類)含量有嚴格要求。青島地區岩石、土壤及海水中鎘的含量及國家標准(GB18668—2002)見表49。

表49 青島地區岩石、土壤、海水中鎘含量及國家標准

(據徐建民,2005)

由表49可見,岩石、土壤、海水中都含有鎘,但含量並不是太高。檢測發現,海洋貝類中鎘的含量已較高,見表50。

表50 海洋生物鎘含量及國家標准單位:10-6

注:*指菲律賓蛤。(據徐建民,2005)

已有研究表明,人體中鎘含量相對較低,青島市各水體中鎘含量列於表51。表51說明,只有膠州灣內孔隙水鎘含量較高,為0.023×10-6,其他都小於0.n×10-9

表51 青島地區水體中鎘含量 單位:10-9

(據徐建民,2005)

青島地區鎘主要集中在膠州灣東部表層沉積物中,最大為1×10-6,高含量集中於大港口北側、海泊河口北側和李村河口南側。

目前,青島蔬菜中鎘含量為(0.004~0.045)×10-6,相對在允許值之內。只是海洋貝殼、魚類中鎘含量較高,故食用海產品還是要有控制。海底沉積物中鎘含量高,主要是污染物中鎘的累積所致。

青島地區含鎘高的土壤———褐土,與形成土壤的母質———變質岩一樣,分布范圍小,其含量雖然還不到影響植物生長的程度,但也應引起重視。一是今後需提高精度進行調查,應在現有區調的基礎上,在以人居環境為目的的重點地區開展詳細調查,將含鎘高的植物及農作物檢析出來,將造成鎘污染的化肥、農葯、飼料查清,分門別類進行有效的治理;二是在已查明的鎘高值(如褐土壤)區,禁止進行農墾、放牧和養殖,可人為地進行植物栽種,如種植加拿大楊、旱柳、白榆和桑等木本植物,在水量充沛的水田區可種植薴麻,讓這些植物進行自身的土壤修復,可避免有毒的鎘通過食物鏈進入到人體內;三是在鎘含量較高的地區進行封閉的酸鹼調和沉澱,施用促進還原的有機物質使鎘形成硫化物沉澱而降低土壤鎘含量,例如,施有磷酸鹽類物質可使鎘形成難溶的磷酸鹽沉澱。

(3)海平面上升問題

青島是濱海的城市,有岩石海岸,也有平緩的灘塗與平原海岸帶。

青島海水入侵始於20世紀70年代,80年代最嚴重,由於採取控制開采濱海地帶地下水資源措施,90年代相對穩定。

青島市海水入侵總面積為159.64km2,占青島市總面積的2%左右,主要是在人口集中、工業發達的濱海地帶,如大沽河下游、白沙河—柳陽河下游、洋河下游、黃島辛安等,因而危害極大。

全球溫室效應導致氣候變暖,海平面還會上升,將會對青島市的發展構成重重危害。前已論述,第四紀末次冰期時,渤海以及黃河的海平面,比目前海平面要低百米以上,而在全新世暖期時(距今5千至7千年),海平面迅速上升,平均上升速度為0.02m/a。在21世紀,海平面可能由於溫室效應而上升0.5~1m,21世紀末可能上升3m,有的人認為可達6m,這樣將會對青島的海港和濱海平地區的工農業都構造嚴重威脅。

在1880~1998年,全球溫度變化有兩個顯著的增溫期,1910~1942年全球溫度上升0.4℃,1976~1998年全球溫度上升了0.35℃。

1971~1975年,中國海平面從-3.9m上升到7.5m,上升了11.4m。

隨著海平面上升,氣溫升高,風暴潮的災害也將加劇。因此,應當未雨綢繆,在青島今後的發展中,需考慮海平面上升造成的影響。

此外,根據調查,青島地區花崗岩體中x射線輻射水平基本上是正常的本底值,平均為9.36×10-8GY/h,人工放射性污染不明顯,天然輻射為本底值。此外,在x射線輻射水平較高的燕山晚期花崗岩體上,全國x劑量率平均為6.2×10-8GY/h,山東省平均為(6~7)×10-8GY/h,偏高,但仍在天然輻射本底外輻射的變化范圍內。

對青島地區放射性地面核素(238U、232Th、40K)濃度的詳細測量結果顯示,238U濃度平均為28.60Bq/kg,略低於全國平均值33.0Bq/kg和全省平均值30.9Bq/kg。放射性232Th濃度平均為60.25Bq/kg,明顯高於全國平均值41.0Bq/kg,是山東省平均值25.6Bq/kg的兩倍多。放射性核素40K濃度平均值為1083Bq/kg,是全國平均值440Bq/kg和全省平均值599.2Bq/kg的兩倍多。232Th放射性核素偏高與青島-李村斷裂帶有關,而40K偏高與花崗岩體的鉀化程度成正比,雖然數值偏高,但未形成放射性核素高濃度背景區。

3.淄博市

淄博市面積有5938km2,人口442.44萬(2005年)。淄博市處於魯中南山地,主要有煤炭資源,石化工業、陶瓷工業發展較好。淄博地區存在的主要問題是水資源的開發利用及礦山環境與地質災害。

(1)水資源的開發利用

淄博地區多年平均水資源量為12.4×108m3/a,2005年徑流深約190mm,比2004年的220mm低,但高於多年平均值130mm。2005年,地下水資源量有10×108m3,總水資源量約有15.55×108m3/a,而多年平均水資源量只有16×108m3/a左右,地下水資源多年平均也有7×108m3/a左右。因此,對淄博市的水資源而言,地下水資源,特別是岩溶水資源,還是主要的。據水利部門計算,2005年除了排入地表、為地表水重復計算量以外,淄博地區地下水資源量只有5.38×108m3/a。應當從地下岩溶水資源量有10×108m3/a這個數據,考慮其合理的開發利用問題。

2005年,淄博市供水也是以地下水為主,全市全年供水10.2×108m3/a,其中地下水佔2/3。目前,淄博市可開發利用的水資源,已經近於極限。以多年平均水資源量16×108m3/a,2005年供水量10.2×108m3/a計,2005年供水佔多年平均水量的63%。從上下游生態需求上看,不能再增大開發量。通過地下調蓄,及增加利用雨水資源和地下水庫儲集量(前已論述),以應對旱年對水資源的需求。

淄博市評價污染河段長148.8km,超標率為100%。據環保部門調查,淄博地區3個水庫,非汛期時水質為Ⅵ類水。

從目前水質情況看,淄博地區地下水質以Ⅰ—Ⅲ類為主,平原區有895km2為Ⅳ類(表52)。淄博市煉油化工廠,曾引起當地的地下水污染,後經處理,情況有些好轉。張店污水處理廠可進行17×104t/a污水的三級處理。

表52 淄博地區地下水水質類型統計 單位:km2

淄博市還存在超采地下水的問題。

淄博—濰坊采區地下水漏斗,分布於沂蒙山北翼沖洪積平原,自濱州市鄒平縣青陽鎮東至濰坊市東昌平縣卜庄,涉及濱州、東營、淄博、濰坊4市,總面積42891km2。淄博—濰坊地下水超采等值區劃見圖28。

地下水漏斗區位於孝婦河、淄河、濰河、彌河、白浪河及其沖洪積扇上,含水砂層厚度大於10m,有礫石—細砂層變化,單井涌水量達500~1000m3/d,有的地帶可大於3000m3/d。

由於超采導致地下水位下降,地下水最大埋深達40m,濱海地帶也出現海水入侵,海水入侵區面積達482km2

(2)礦山環境與地質災害

2000年淄博市開采固、液、氣礦產資源的礦業產值達16.47億元,排在以油氣為主的東營市和以固體礦為主的煙台市之後,位列山東半島地區的第三。2004年,礦產產值達31.94億元,仍居第三位。

淄博煤田、坊子煤田和龍口煤田,礦區塌陷面積已達42.113km2,塌陷中心深達0.1~12m,淄博和坊子煤礦的復墾率達84.0%~99.3%,在全國處於領先地位。

淄博黑旺鐵礦朱崖礦區廟子采空區,塌陷面長達310m,寬8~12m,深6~8m,曾陷入12家民房。今後這個鐵礦區的塌陷問題,是不可忽視的。

圖28 淄博—濰坊地下水位超采等值區分圖(據山東省地質環境檢測院)

4.其他城市

其他幾個城市,也都存在著重要的地質-生態環境問題。

東營,存在海水入侵、水資源不足、與存在有地下水漏斗,以及地面沉降、黃河變遷與風暴潮危害。

煙台,主要有海水入侵、風暴潮及地質災害。

威海,存在海水入侵、地震災害威脅及風暴潮災害。

萊州灣南岸,風暴潮的危害會更加嚴重,特別是今後全球溫室效應造成的氣溫上升、海平面上升,對東營、煙台、威海3市,都會構成嚴重的危害。

2005年8月9日「麥莎」台風在大連旅順口兩次登陸。為應對台風災害,山東省主要在萊州灣南岸轉移人口5.6萬(圖29)。今後這種情況還會加劇,結合威海的地震活動,渤海及黃海產生地震-風暴潮的災害是需要有力地防範的。雖然2005年山東沿海城市的台風及風暴潮沒有造成大損失,但這種危險性是不可忽視的。

日照、濰坊,也都存在水資源的問題。日照的海水入侵,濰坊的地下水過量開采產生的大漏斗,以及今後海平面上升造成的危害,都需要很好地考慮應對措施。

圖29 2005年登陸我國大陸的台風登陸地點和受災區分布(台灣資料暫缺)(據國家減災委公報,2006)

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