第一章
1影响病毒在环境中存活的理化因素主要有哪些？在一般的污水随处理厂得污水处理工艺 过程中，病毒的去除效果如何？p232-07L1
影响细菌存活的因素有物理因素、化学因素和生物因素（主要是抗生素）三种。其中物理因素主要有温度、光和其他辐射、干燥等；化学因素有各种对病毒有毒害作用的化学物质，如：酚类、醛类、醚类等，生物因素主要有链霉菌，青霉菌和藻类分泌的一些抗生物质。这些因素能导致病毒的理化性质发生改变，以致使病毒失活。
污水处理分为一级、二级和三级处理。一级处理是物理过程，以筛选、除渣、初级沉淀为主，其中去除病毒的效果很差，越去除30%。二级处理是生物处理方法，是生物吸附、生物降解和絮凝沉淀过程，以去除有机物、脱氮和去除磷为目的，同时对污水中病毒的去除率较高，去除病毒率在90%~99%。病毒被吸附在活性污泥中，只是由液相转为固相，对病毒的灭活率不高。三级处理是继生物处理后的深度处理，有生物、化学和物理处理过程。它包括絮凝、沉淀、过滤和消毒的过程，进一步去除有机物、脱氮和除磷。三级处理可使病毒的滴度常用对数值下降4~6
第二章
1叙述革兰氏染色的机制和步骤.P233-07L2
革兰氏染色法，又称鉴别染色法，是用俩种以上的染料染色，将菌体不同结构染成不同的颜色，以便观察的复合染色方法。其主要染色步骤如下：
a) 在无菌条件下，用接种环挑取少量的细菌于干净的载玻片上涂布均匀，固定； b) 用草酸铵结晶紫染色1min，水洗去掉浮色；
c) 用碘-碘化钾溶液媒染1min，顷去多余溶液；
d) 用中性脱色剂如乙醇或丙醇脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而成紫色，革兰氏阴性菌被褪
色而成无色。
e) 用番红溶液复染1min，革兰氏阳性菌仍呈紫色，而革兰氏阴性菌呈现红色。至此，革
兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌被区分开
革兰氏染色机制一般认为有俩点：
1) 革兰氏染色与细菌等电点有关系，已知革兰氏阳性菌的等电点为PH2~3，革兰氏阴性菌
的等电点为PH4~5，这说明革兰氏阳性菌的负电荷比革兰氏阴性菌多，它与草酸铵结晶紫的结合力大，故与草酸铵结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强。草酸铵结晶紫、碘—碘化钾复合物不被乙醇提取，菌体呈紫色。而革兰氏阴性菌与草酸铵结晶紫的结合力弱，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物易被乙醇提取而使菌体呈无色。
2) 革兰氏染色与细胞壁的关系：革兰氏阳性菌的脂质含量很低，肽聚糖含量很高。革兰氏
阴性菌相反，它的脂质含量高而肽聚糖含量低，因此乙醇脱色时，革兰氏阴性菌的脂质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径和通透性，乙醇很容易进入细胞内将草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物提取出来，使菌体呈无色，革兰氏阳性菌由于脂质含量极低，而肽聚糖含量高，而乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物被截留在细胞内而不被脱色，使细胞仍呈现紫色。
2阐述革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构和化学组成上的异同点，并指出与此相关的主要特性。P252-08W6
细胞分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌俩大类，俩者的化学组成和结构不同，革兰氏阳性菌的细胞壁厚，其厚度为20-80nm，结构简单，含肽聚糖、磷壁酸、少量蛋白质和脂肪，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄，厚度为10nm。其结构复杂，分为外壁层和内壁层，外壁层又分为三层：最外层为脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白，内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。
总是，革兰氏阳性菌含大量的肽聚糖，独含磷壁酸不含脂多糖；革兰氏阴性菌含极少肽聚糖，独含脂多糖不含磷壁酸，由于俩种细菌的细胞壁组成不同，等电点不同步，造成了革兰氏反应的不同，据此可以将菌体分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
3什么是荚膜和黏液层？荚膜的化学组成和功能是什么？P265-O9W1
荚膜是一些细菌在其细胞表面分泌的一层黏性物质，把细胞壁完全包围封住。荚膜的含水率在90%~98%，有些细菌的荚膜含有多糖。有的荚膜含脂质或脂质蛋白复合体，有些细菌不产荚膜，但其细胞便面仍可分泌黏性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面上，与外界没有明显边缘，这叫黏液层。
功能是：具有荚膜的S性肺炎链球菌毒性极强，有助于肺炎链球菌侵染人体；保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响，当营养缺乏时，可被用于做碳源和能源，有的还可做氮源；废水处理中有荚膜和黏液层的细菌有生物吸收作用，可作为生物吸附剂。
4什么是芽孢，芽孢的特性有哪些？p293-11W3
某些细菌在它生活史中的某个阶段，或某些细菌在它遇到外界不良环境时，在其细胞内形成一个内生孢子叫做芽孢。所有芽孢都可抵抗外界不良环境，芽孢是细菌分类依据之一。
芽孢的特点：芽孢的含水率较低，芽孢壁厚而致密，外壳为蛋白质壳，中间为皮层，由肽聚糖构成，内层为孢子壁，由肽聚糖构成；芽孢中的2,6-吡啶二羧酸含量高，芽孢含有耐热性酶；芽孢不易着色，但可用孔雀绿染色。
第四章
1根据实验目的和用途可将培养基分为哪几类？并分别说明其营养成分组成特点和适用范围。P233-07L3
按培养基的用途可分为：选择培养基、鉴别培养基、加富培养基和基础培养基。
A. 选择培养基是根据某种微生物的特殊营养要求或对各种化学物质的敏感程度的差异而
设计、配制的培养基，用以抑制非目的微生物的生长，并使所要分离的目的微生物生长繁殖。
B. 由于几种细菌对培养基中某一成分的分解能力不同，其菌落通过指示剂显示出不同的颜
色而被区分开，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基叫做鉴别培养基。
C. 用特别的物质或成分促使微生物快速生长，这种用特别物质或成分配制而成的培养基称
为加富培养基。
D. 基础培养基是用于培养大多数异养细菌，由牛肉膏，蛋白胨，氯化钠按一定比例配制而
成的
第五章
1阐述微生物菌株保藏的基本原理和方法。P250-08W1
根据微生物的生理、生化特性，创造人工条件，如低温、干燥、缺氧、贫乏营养基和添加保护剂等，使微生物的代谢处于极微弱、极缓慢、生长繁殖受到抑制的休眠状态，这就是微生物保藏的基本原理。
保藏的常用方法有：定期移植法、干燥法、隔绝空气法、蒸馏水悬浮法和综合法。 2什么叫细菌的生长曲线细菌生长曲线可以分为哪几个阶段？在常规活性污泥处理废水时，一般应选择哪一阶段？为什么？P251-08W3
将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定体积液体培养基的容器内，保持一定的温度、PH和溶解氧量，让微生物在其中生长繁殖；结果出现微生物的量由少变多，达到高峰后又由多变少，甚至死亡的变化规律。在这种培养条件下，以细菌个数或细菌数的对数或细菌的干重为纵坐标，以培养时间为横坐标，连接坐标系上各点形成的一条曲线叫做细菌的生长曲线。
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细菌的生长曲线可分为6个时期：停滞期（或称适应期）、加速期、对数期，减速期、静止期和衰亡期。一般把加速器并入停滞期，把减速器并入静止期。
常规活性污泥法应用的是细菌的静止期和减速期，原因是：①尽管对数期生长的微生物生长繁殖快，代谢活力强，能大量取出污水中的有机物，但要求相应进水有机物浓度高，则出水有机物的绝对值也相应高，不易达到排放标准。②对数期的微生物生长繁殖旺盛，细胞表面的黏液层和荚膜尚未形成，行动很活跃，不易自行凝聚成胶菌团，沉淀性能差，致使出水水质差。而处于静止期的微生物代谢活力虽比对数期生长的差，但任具有相当的代谢活力，去除有机物的效果仍较好。③静止期的微生物还有一个特点就是微生物积累大量储存物。这些储存物强化了微生物的生物吸附力，其聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。
3细菌的生长曲线各阶段有何功能特点？在废水中如何应用？P293-11W1
停滞期的细胞代谢水平低，生长缓慢；对数期的细胞代谢活力高，合成代谢物质增多，生长速度快，细胞形态稳定；静止期的细胞生长速率逐渐下降甚至到零，死亡速率增加，细菌开始积累储存物，芽孢杆菌形成芽孢，衰亡期的细菌进行内源性呼吸，即自身溶解，死亡速率大于生长速率。
常规活性污泥法应用的是细菌的静止期和减速器，生物吸附法应用的是细菌的静止期，高负荷活性污泥法应用的是对数期和减速期，延时曝气法应用的是衰亡期。
4在微生物培养过程中，引起PH改变的原因有哪些？在实践中如何保证微生物处于稳定和合适的PH环境中？P265-09W2
在微生物培养中，随着微生物的生长繁殖和代谢活动，培养基的PH会发生变化。原因是：分解葡萄糖、乳糖产生有机酸，这就会引起培养基的PH下降，培养液变酸。微生物在含有蛋白质、蛋白胨及氨基酸等中性物质培养基中生长，这些物质可经微生物分解，发生脱氨作用，产生氨气和胺类等碱性物质，使得PH上升。另外，由于细胞选择吸收培养基中的阳离子或阴离子，也会改变，培养基的PH.
在实践中，为保证微生物处于稳定的合适的PH中，在考虑培养基成分时，可以加入缓冲物质，如磷酸盐等控制PH的变化。
5绘制出细菌生长曲线示意图，并描述各阶段细菌的生长特点，在废水的常规活性污泥处理法中，利用哪个时期的微生物，为什么？
第六章
1基因工程的操作一般包括哪些步骤？举例说明基因工程技术在污染物处理中的实际应用。P235-07L4
基因工程是指在基因水平上的遗传工程，又叫基因剪接或核算体外重组，是用人工方法把所需要的某一供体生物的DNA提取出来，在离体条件下用限制性内切酶将离体DNA切割成带有目的基因的DNA片段，用DNA连接酶把它和质粒的DNA分子在体外连接成重组DNA分子，然后将重组DNA分在导入某一受体细胞中，以便外来的遗传物质在其中进行复制，扩增和表达，再进行重组体克隆的筛选和鉴定，最后对外源基因表达产物进行分离提纯，从而获得新品种的方法。基因工程操作分为5步：
1) 先从供体细胞中选择获取带有目的基因的DNA片段；
2) 将目的DNA的片段和质粒在体外重组；
3) 将重组体转入受体细胞；
4) 重组体的克隆筛选与鉴定；
5) 外源基因表达产物的分离与提纯。
在环境保护方面，利用基因工程获得了能分解多种有毒物质的新型菌种，如将氯化芳烃的基因和降解甲烷芳烃的基因分别切割下来组合在一起构建成工程菌，使它同时具有降解上述物
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质的功能。
第七章
1什么是水体自净？试述水体自净的主要过程以及该原理在废水处理中的应用，如何判断及评价水体自净程度？P250-08W2
河流接纳了一定量得有机污染物后，在物理的、化学的和水生物（微生物、动物、植物）等因素的综合作用下得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，这就叫水体自净。水体自净的过程有以下四步：
① 有机物排入水体后被水体稀释，有机和无机固体物质沉降至河底；
② 水体中好氧细菌利用溶解氧把有机物分解为简单有机物和无机物，并用以组成自身有机体，水中溶解氧急速下降至零。此时鱼类绝迹，原生生物、轮虫、浮游甲壳动物死亡，厌氧细菌大量繁殖，对有机物进行厌氧分解。有机物经细菌完全无机化后，产物为CO2、H2O、PO4、NH3和H2S。NH3和H2S继续在硝化细菌和硫化细菌作用下生成NO3和SO4） ③ 水体中溶解氧在异养菌分解有机物时被消耗，大气中的氧刚溶于水就被迅速用掉，尽管
水中藻类在白天进行光合作用放出氧气，但复氧速率仍小于耗氧速率，氧垂曲线下降，在最缺氧点，有机物的耗氧速率等于河流的复氧速率。再往下游的有机物减少，复氧速率大于耗氧速率，氧垂曲线上升，河流溶解氧恢复到原有水平，甚至达到饱和。 ④ 随着水体的自净，有机物缺乏和其他原因，使细菌死亡。
利用水体自净的原理人们设计出了活性污泥法处理生活废水。通过初沉淀池、活性污泥处理池和二沉淀池的组合，模拟水体自净的初沉作用，生物降解作用，降解污水中的有机物。 一般用于衡量水体自净指标有以下俩种：
① P/H指数：P代表光能自养型微生物，H代表异养型微生物，俩者的比例即P/H指数。P/H
指数反映水体污染和自净程度。水体刚污染时，水中有机物浓度高，异养型微生物大量繁殖，P/H指数低，自净速率高。在自净过程中，P/H指数逐渐升高，自净速率逐渐降低，在河流自净完成后，P/H指数恢复到原有水平
② 氧垂曲线昼夜变化和氧垂曲线：水体中的溶解氧靠空气中的氧气溶于水和水中的光能自
养型微生物光合作用放出氧得到补充。阳光的照射是溶解氧多少的关键因素，因此水中溶解氧昼夜差异较大，这种差异主要取决于微生物的种群、数量或水体断面以及水的深度，刚被污染时，P/H指数下降，光合作用强度小、溶解氧浓度昼夜差异小，之后由于自净作用P/H指数缓慢回升，光合作用强度增大，溶解氧昼夜差异增大，到达最大值后又回到原来水平，即完成自净过程。
2检测饮用水时，为什么不直接检测致病菌而检测指示菌？指示菌应符合哪些条件？用发酵法检测饮用水大肠杆菌数时，常分为哪几步进行检测？每步是依据大肠杆菌群群的什么性状进行的？P251-08W4
因为致病菌数量少，检测不方便，因此要选用和它性质相似的非致病菌作间接检测指标。指示菌应该是对人体无毒害作用的非致病菌，且有和致病菌相似的性质，在环境中的存活时间与致病菌相似，而且检验技术相对简单方便。
用发酵法检测饮用水大肠杆菌群数时，常分为三步：初发酵实验、确定性实验和复发酵实验。初发酵实验依据的是在厌氧发酵时，大肠杆菌能够产生酸性物质；确定性实验的依据的是大肠杆菌的菌落形态和革兰氏染色性质，复发酵实验同样依据的是在厌氧发酵时，大肠杆菌能够产生酸性物质。
3论述天然水体的自净作用过程及该原理在废水处理中的应用。P280-10W3
第八章
1废水中的含氮物质主要有哪些？阐述它们可能在废水处理中可能的转化途径和废水生物脱氮原理。P252-08W5
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废水中的氮分为有机氮和无机氮，有机氮主要是含氮有机物，无机氮的主要存在形式有NO2-N、NO3-N、NH3-N。有机氮通过微生物的降解作用被降解为NO2-N、NO3-N、NH3-N，NH3-N可进一步通过硝化作用降解为NO2-N、NO3-N，NO2-N、NO3-N可通过无机氮再可通过反硝化作用被还原为氮气，溢出水面而取出。
废水脱氮的基本原理是利用好氧段经硝化作用，由亚硝化细菌和硝化细菌的协同作用，将NH3转化为NO2-N、NO3-N，再利用缺氧段经反硝化细菌将NO2-N、NO3-N还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界的氮循环。硝化细菌和亚硝化细菌是革兰氏阴性菌，其全部是好氧菌；氧化氨的细菌有好氧和厌氧俩种。
2什么是自然界的氮循环？有哪些过程？微生物在其中分别起到什么作用？P279-10W2
自然界中的氮元素储藏量丰富，主要以三种形式存在：分子氮，占大气体积分数的78%；有机氮化合物、无机氮化合物，包括氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮等。在微生物、植物和动物的协同作用下将这三种氮的相互转化构成氮循环，其中微生物起着重要作用。
氮循环主要包含氨化作用、硝化作用、反硝化作用及固氮作用。分子氮和有机氮虽然数量众多，但植物不能直接利用，植物只能利用无机氮，大气分子中的氮气被根瘤菌固定可供给豆科植物利用，还可被固氮菌和固氮蓝细菌固定成氨，氨溶于水生成NH4+被硝化细菌的硝化作用氧化成硝酸盐，被植物吸收，无机氮就转化成植物蛋白。植物蛋白被动物食用后转化成动物蛋白。动物和植物的尸体及人和动物的排泄物又被氨化细菌转化为氨，氨又被硝化细菌氧化成硝酸盐，又被植物吸收，无机氮和有机氮就这样循环往复。在厌氧条件下，硝酸盐和亚硝酸盐可经细菌的反硝化作用还原为氮气。自然界的氮元素就这样循环往复。
第九章
1什么是污泥膨胀？污泥膨胀有哪几种类型？为什么会发生污泥膨胀?如何控制污泥膨胀？P308-12W2
污泥膨胀是指系统中游离性细菌的增多，使得污泥的沉淀性能降低，不能很好的沉淀的现象，有由丝状真菌引起的活性污泥膨胀和非丝状真菌引起的胶菌团膨胀。由于营养条件或者环境条件控制不合理，就会造成污泥的膨胀。实际应用中一般出现较多的是由丝状真菌极度生长引起的污泥膨胀。引起污泥膨胀的原因主要有：温度偏低、溶解氧偏低、可溶性有机物浓度及种类增多、有机物浓度变化、PH变化等。
2论述活性污泥丝状膨胀的机理，控制活性污泥丝状膨胀的对策有哪些？p235-07L6
目前普遍接受用表面积体积比假说解释活性污泥丝状膨胀的机理。在单位体积中，呈丝状扩展生长的丝状细菌的表面积与体积比絮凝性胶团细菌的大，对有限制性的营养和环境条件的争夺占优势，从而丝状细菌能大量繁殖而形成优势菌，从而引起活性污泥丝状膨胀。丝状细菌和絮凝性细菌胶团的优势竞争表现在：①对溶解氧的竞争②对可溶性有机物的竞争③对氮、磷的竞争④有机冲击负荷的影响。
控制丝状细菌性的污泥膨胀的方法，主要手段是利用丝状细菌具有较大的比表面积，采用药剂杀死丝状细菌。但这种做法会产生水质恶化的不良后果。其原因是杀菌剂不具有专一性，杀死丝状细菌的同时，也杀死了菌胶团细菌及其他微生物。胶菌团细菌偏重降解高分子有机物，丝状细菌吸收低分子有机物，因此，一定的丝状细菌是有益的，只要调整丝状细菌和胶菌团细菌的比例，使菌胶团细菌的数量大于丝状细菌，才能取得好的处理效果。二是投加无机或者有机混凝剂或助凝剂以增加污泥絮体的密度，增强其沉淀性能。三是可以控制溶解氧浓度。四是控制有机负荷，BOD控制在0.2~0.3/(kgMLSSd)为宜，还可以改革工艺，如将活性污泥法改为生物膜法。总之，最佳办法是根据活性污泥丝状膨胀的致因微生物的生理特性，用合理的优化工艺创造条件遏制活性污泥丝状膨胀的致因微生物的过度生长。 3活性污泥丝状膨胀的原因？P266-09W3 活性污泥丝状膨胀的原因是：一、温度，温度影响溶解氧的浓度，因此，在低浓度溶解
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氧的条件下，浮游球衣菌竞争氧的能力远强于菌胶团细菌而优势生长。二、溶解氧，菌胶团细菌和球衣菌等丝状细菌需要溶解氧的差异较大。在有机废水中溶解氧匮乏，丝状细菌呈优势生长，故很容易引起活性污泥丝状膨胀。三、可溶性有机物浓度和种类，几乎所有的丝状细菌都能吸收可溶性有机物，尤其是低分子的糖类和有机酸。有机物因缺氧而不能彻底降解，积累大量的有机酸，为丝状细菌生长提供了条件。四、有机物浓度，碳氮比低时，细菌分散生长，造成活性污泥膨胀。五、PH。PH的变化也会引起活性污泥丝状膨胀
4什么叫活性污泥？活性污泥的结构和功能中心是什么？活性污泥净化污水的机理是什么？P253-08W3
好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物与水中有机物和无机固体物质混凝交织在一起，形成的絮状体，胶菌团是活性污泥的结构和功能中心，是活性污泥的基本组分。
好氧活性污泥降解有机废水的过程分为三步：一是活性污泥绒粒中的絮凝性微生物吸附水中的有机物，第二步是活性污泥绒粒的水解性细菌水解大分子有机物为小分子有机物，同时，微生物合成自身细胞。污水中的溶解性有机物直接被细菌吸收，在细菌体内氧化分解，其中间代谢产物被另一群细菌吸收，进而无机化，第三步是原生动物和微型后生动物吸收或吞食未分解彻底的有机物以及游离细菌。
5论述在水处理工程领域中菌胶团的含义及其作用。P279-10W1
在水处理领域内，将所有具有荚膜或黏液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的细菌团块称作菌胶团，这是广义上的菌胶团。菌胶团是活性污泥的结构和功能中心，是活性污泥的基本组分，其作用表现在：
一是有很强的生物絮凝、吸附能力和氧化分解有机物能力；
二是菌胶团对有机物的吸附和降解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境； 三是为原生动物、微型后生动物提供了附着栖息场所；
四是具有指示作用。如新生的胶菌团颜色浅，无色透明，结构紧密。则说明胶菌团生命力旺盛，吸附和降解能力强。
第十一章
1论述好氧堆肥的机理，并说明参与堆肥的主要微生物类群、好氧堆肥的发酵条件。P234-0725
好氧堆肥的机理是在通空气的条件下，好氧微生物分解大分子有机固体废物为小分子有机物，部分有机物被矿化成无机物；并放出大量的热量，使得温度升高至50-65摄氏度的过程。如果不通风，温度会升高至80-90摄氏度。这期间发酵微生物不断地分解有机物，吸收、利用中间代谢产物合成自身细胞物质，生长繁殖；以其更大数量的微生物群体分解有机物，最终有机固体废物完全腐熟成稳定的腐殖质。
好氧堆肥发酵微生物主要有中温好氧的细菌和真菌，好热性的细菌、放线菌和真菌、嗜热的高温的细菌和放线菌。堆肥中的微生物系统是临时组成的。堆肥初期，微生物处于停滞期，由中温好氧的细菌和真菌通过分解易降解的糖类，蛋白质。脂肪等获取营养，逐渐生长繁殖。，产生大量热量，使温度升高至50摄氏度，接着由好热性的细菌、放线菌和真菌分解纤维素和半纤维素，微生物量不断增加，温度维持在55-60摄氏度持续5-7天，以使致病菌和虫卵被杀死，之后，继续由好热的细菌和放线菌分解纤维素和半纤维素，温度升高至70摄氏度，此时，若温度继续升高，一般的嗜热细菌和放线菌也停止活动，堆肥腐熟稳定。
有机堆肥好氧分解要求的条件主要有：一、碳氮比：1时发酵最好；二、堆肥湿度要适当，含水率维持在60%为宜；三、氧气要供应充足；四、有一定数量的氮和磷；五、PH：5.5-8.5；
六、一次发酵周期一般为7天左右。
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