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Para la reparación de la fuente hídrica del humedal Tierra Blanca se propone la implementación de “radiolisis que busca la fragmentación de las moléculas de las sustancias contaminantes presentes en la fuente hídrica, este es un proceso físico que no requiere la adición de reactivos químicos, también permite la eliminación simultánea de patógenos y contaminantes químicos, además ayuda a la generación simultanea de especies con un marcado carácter oxidante o reductor y su eficacia es independiente de la turbidez del agua”. (López J., 2010). Demostrando ser un tratamiento eficaz y económico que implica el uso de radicales libres muy reactivos ayudando a la degradación de contaminantes como los detergentes, los únicos inconvenientes de este proceso son que requiere de altas dosis y no se permite estandarizar como protocolo.

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En esta investigación se determina la concentración toxicológica de los detergentes vertidos en el humedal Tierra Blanca del municipio de Soacha, mediante la aplicación del bioensayo toxicológico tomando muestras significativas del sitio de estudio. Con la ayuda del bioensayo se realizó la inhibición con semillas de lechuga, donde la muestra de agua contaminada se diluyó 4 veces con porcentajes del 30%, 10%, 3%, 1%, y 100%, además de tener un control negativo y positivo para realizar la germinación, el periodo de incubación fue por 5 días (120 hrs) en cajas Petri con papel filtro y con 3 repeticiones de cada dilución y control. Fue reportado en una hoja de cálculo con medidas del hipocótilo y radícula para obtener una gráfica de DL50. Los resultados mostraron que la germinación de las diluciones de 1, 3, 10, 10, 30 y 100% no mostraron efectos significativos del tóxico sobre la germinación de semillas respecto a las concentraciones medidas.  Es importante destacar que el porcentaje de crecimiento de las semillas de lechuga fue en su mayoría superior al 80% y las cajas de Petri con mayor concentración de agua contaminada mostraron un menor crecimiento en centímetros de radícula e hipocótilo, por lo que existen tóxicos que influyen en su crecimiento. Además, se obtuvo que las muestras con mayor carga de contaminante no germinaron en comparación con las demás y que el porcentaje de inhibición varía de acuerdo a la carga de concentración del tóxico, afectando la productividad y calidad de la planta, además de generar un aumento en la eutrofización. Así, la determinación de la concentración de un tóxico en el cuerpo de agua inhibe el crecimiento de las plantas a determinadas concentraciones teniendo efectos en la cadena trófica a través de sustancias xenobióticos presentes en el ambiente y el cuerpo humano

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Bioensayo, agua contaminada, detergentes, inhibición, toxicología

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In this research, the toxicological concentration of the detergents spilled in the Tierra Blanca wetland in the municipality of Soacha is determined by applying the toxicological bioassay, taking significant samples from the study site. With the help of the bioassay, inhibition was performed with lettuce seeds, where the contaminated water sample was diluted 4 times with percentages of 30%, 10%, 3%, 1%, and 100%, in addition to having a negative and positive control to perform germination, the incubation period was for 5 days (120 hrs) in Petri boxes with filter paper and with 3 repetitions of each dilution and control. It was reported in a spreadsheet with measurements of hypocotyl and radicle to obtain a DL50 graph. The results showed that the germination of 1, 3, 10, 10, 10, 30 and 100% dilutions did not show significant effects of the toxicant on seed germination with respect to the measured concentrations.  It is important to note that the percentage of lettuce seed growth was mostly higher than 80% and the Petri boxes with higher concentration of contaminated water showed less growth in centimeters of radicle and hypocotyl, so there are toxicants that influence their growth. In addition, it was obtained that the samples with higher contaminant load did not germinate in comparison with the others and that the percentage of inhibition varies according to the concentration load of the toxicant, affecting the productivity and quality of the plant, in addition to generating an increase in eutrophication. Thus, the determination of the concentration of a toxicant in the water body inhibits the growth of plants at certain concentrations, having effects on the trophic chain through xenobiotic substances present in the environment and in the human body.

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bioassay, contaminated water, detergents, inhibition, toxicology

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El objetivo de la elaboración del bioensayo fue  establecer el grado de toxicidad de las sustancias en estudio en cual se pudo apreciar que el número de semillas germinadas vario un poco los resultados dado que lo mínimo en germinación fue de 15 semillas lo que puede evidenciar que la presencia del toxico detergente provoco una alteración en la germinación claro que cabe decir que el tipo de semilla  en su porcentaje tenía un 85% por lo que también explica que no hayan salido todas las semillas germinadas.
El coeficiente de variación (CV) Vario en unos casos y en unos pocos casos estuvo superior tanto en hipocotilo como en la radícula del 30% por lo que se puede inferir que en mi caso no tuve una exactitud de las disoluciones razón por la cual el crecimiento de la plántula fue más evidente que la inhibición. Las condiciones ambientales si fueron las más adecuadas se tuvieron bajo oscuridad con la temperatura requerida
ANÁLISIS:
Lo que sí se pudo establecer es que en las disoluciones en la que se tuvo mayor cantidad de agua contaminada con el toxico (detergente) hubo mayor inhibición es decir se demuestra que el toxico infirió en la morfología de las semillas por lo el crecimiento de las semillas que no tenían o fue muy poco la concentración del toxico tuvieron una mayor radícula e hipocotilo.

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Aunque en nuestro país Colombia no se encuentra un marco de ley especifico para los humedales nos acogimos a la Ley 357 de  1997 que permiten regular las acciones y actividades que impactan de manera negativa un humedal.
En el caso estudio que es el humedal Tierra Blanca, vigilado por la CAR, y parte de gestión ambiental del municipio de Soacha, una de las mayores dificultades para tener un seguimiento y control en cuanto a la contaminación de humedales es la falta de fuentes de información técnica viable que permita realizar estudios completos que ayuden a mejorar la conservación de los mismos, por ende se dificulta el desarrollo de un buen trabajo investigativo y la conservacion de los humedales en Colombia.

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El humedal Tierra Blanca ubicado al noriente del  municipio de Soacha Cundinamarca, actualmente presenta un gran problema de contaminación ambiental con basuras y aguas residuales en gran parte del espejo de agua por la invasión del terreno haciendo que el riesgo de destrucción del ecosistema sea inminente, además de los problemas de sanidad pública que tienen que soportar los habitantes del sector cercano al humedal a causa de las basuras y el desbordamiento de las aguas negras que viene cargadas de contaminantes como los detergentes. Los humedales son ecosistemas que brindan al ser humano servicios ambientales relevantes para el desarrollo de los mismos, por lo que se deben preservar y evitar a toda costa una contaminación significativa de la cual no se pueda revertir y pierda todas sus propiedades naturales.

La problemática de detergentes en el agua inicia al ser arrojados o desechados en la fuente hídrica, lo que produce un crecimiento desmesurado de algas en la zona, estás "son plantas acuáticas que almacenan energía mediante el proceso de fotosíntesis por lo que requieren de la luz solar para consumir el dióxido de carbono y liberar el oxígeno" (Yanth, 2010)., necesitan también de otros elementos químicos nutritivos inorgánicos como potasio, fósforo, azufre y fierro. Estos elementes nutritivos los contienen en su mayoría los detergentes, haciendo que las algas crezcan rápidamente llegando "a cubrir la superficie del agua con gruesas capas, a medida que algunas algas mueren se convierten en alimento de las bacterias, estas consumen oxígeno para descomponer a las algas lo que provoca la disminución de oxígeno en el humedal, haciendo sea de soportar otras formas de vida, que es indispensable para que no desaparezca el ecosistema."(Agua.org, 2007).

Entre las principales causas de contaminación del humedal se encuentra la invasión de viviendas e industrias, las cuales han alcanzado un hacinamiento importante además de una gran carga residual, residuos sólidos y alteraciones bastantes significativas principalmente para el humedal (Páez, J.,2015).

"Las características esenciales de humedal se han perdido a causa de los mencionados factores, dando origen a transformaciones y procesos que determinan el cambio de las propiedades del humedal, por lo que se dejaría de considerar como un ecosistema importante." (Páez, J.,2015).

Debido a que los detergentes son un potencial contaminante de este cuerpo hídrico se hace una ruta por las esferas ambientales, así como la evaluación toxicológica que tiene dentro de los seres vivos. En la Fig. 1 se aprecia con mayor detalle su descripción.

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El humedal ha sido alterado por la falta de conocimiento sobre el programa de ordenamiento territorial de esta zona, y ha sido modificado por los procesos de urbanización e industrialización de los sectores ubicados cerca del humedal.

"La afectación es significativa en la medida que hay construcciones de habitación e industriales situadas cerca del humedal, como lo son Alfagres, Reciclaje Incineración Industrial (REII), Promineral bodegas de Tropiabastos, entre otras" (Salazar, s.f.). Siendo estas las principales fuentes de contaminación por el vertimiento de residuos del proceso de fabricación como lo son escombros y residuos sólidos urbanos, además de los detergentes utilizados para actividades directas dentro de cada industria, por lo que las aguas residuales no tenían un previo tratamiento.

"Para el año de 1983 surge el barrio Compartir, que tiene una mayor cercanía al humedal, por lo que este barrio fue el centro de atención para tener un incremento de la población vulnerable y con menos poder de adquisición" (Ruíz,2014). Lo que trajo como consecuencia la generación de urbanizaciones ilegales, que teniendo una perspectiva ambiental significa un incremento de contaminación y degradación del humedal por el vertimiento de aguas residuales no tratadas.

De acuerdo al Censo Experimental de 2003, Soacha está en la posición catorce con cerca de 360 mil habitantes. "La mayoría de la población urbana se concentra en el área urbana y la concentración de los miembros de la familia es de 3.9 personas por hogar" (Distrito Capital de Bogotá y Municipio de Soacha, 2008).

"En 2004 surgió una ola de población llamada “los macroproyectos de vivienda” que tuvo un impacto significativo, ya que al no identificarse las áreas de importancia ambiental y a la construcción, causó la pérdida de estas y del suelo fértil" (Ruíz,2014).

En cuanto al componente socioeconómico y cultural, radica la minería siendo esta una de las principales actividades económicas de Soacha, y cuenta con alrededor de 113 minas de explotación a cielo abierto. Apoya a la economía de este lugar, sin embargo, igual es una de las principales fuentes de contaminación ambiental. En los últimos años, la agricultura al área de servicios y actividades industriales ha sido el sostén económico del municipio de Soacha. Pese a ello, el índice de inmigración aumenta y con esto "las condiciones socio-económicas del municipio están afectadas por la presencia de estos inmigrantes. Sus asentamientos algunas veces se clasifican como asentamientos informales

carentes de estatus legal o escrituras de propiedad de sus tierras". (Distrito Capital de Bogotá y Municipio de Soacha, 2008)

El uso de suelo del municipio de Soacha tiene una peculiaridad a comparación de los otros municipios. "Los suelos urbanos se utilizan principalmente para la construcción de vivienda, debido al fuerte crecimiento poblacional y a los flujos migratorios; los suelos rurales se dedican, en un alto porcentaje, a la industria de carácter extractivo." (Garzón y Vargas,2015).

Con base al Plan de Ordenamiento Territorial indica que el 85% del suelo se destina al uso residencial, 10% industrial y 5% otras actividades, pero el uso industrial ha disminuido por la urbanización.

Según el Plan Económico para la Competitividad de Soacha, define que el tipo de suelo manejado tiene un desequilibrio, ya que hay disfuncionalidad entre viviendas e infraestructura urbana.

Así mismo, los actores que participan de forma directa e indirectamente son las estancias gubernamentales como la Alcaldía Municipal de Soacha y Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca; quienes hace las tareas de limpieza manual eliminando los residuos sólidos de mayor tamaño que se encuentran dentro del humedal, siendo así los responsables del saneamiento predial del humedal (Salazar,s.f.), Administración Municipal participa como una autoridad que controla algunos de los factores de deterioro y las medidas policivas (Salazar, s.f.). Por último, tenemos al Concejo Municipal y Personería Municipal de Soacha quienes fungen como organizaciones involucradas en este problema, ya que con el nivel de autoridad abordan los temas junto con la alcaldía y así plantean las posibles soluciones.

Por otra parte, la Comuna 1 que está integrado por los barrios: "Compartir, Ducales, Villa Sofia Uno y Dos, Nemesis, Santa Ana, son los principales afectados por la contaminación del humedal. Por ejemplo, la conexión entre el barrio de Ducales y Villa Sofía es un caos, ya que, para establecer la vialidad, los colonos crearon un puente hecho con estivas. A simple vista se notan los residuos flotando" (Jímenez,2013). "El barrio de Compartir y Villa Sofía están separados del humedal por una zona de vía de forma de puente en madera la cual vierte sus aguas de escorrentía directa al humedal"(González,2014) y tienen consigo conexiones clandestinas, por lo tanto los servicios que estos barrios reciben tienen un alto índice de contaminación, ya que se extrae directamente del humedal y no reciben un pre tratamiento.

De igual manera, la flora y fauna juegan una gran interacción ante esta problemática ambiental, ya que el ecosistema está contaminado, estas especies migran a un lugar donde pueda reproducirse y cumplir con sus ciclos de vida, geoquímicos y biogeoquímicos. Por la alteración y cambio de hábitat, pueden llegar a mutar, ya que las condiciones no son las óptimas para su ciclo de vida. Tenemos como ejemplo las aves, patos canadienses quienes migran del humedal.
"A pesar de haber sido declarado como reserva hídrica por la CAR, y de los avances en la protección de los humedales tanto a nivel global, nacional y regional, se encuentra en un estado muy avanzado de degradación, originado en los últimos 30 años por la falta de un adecuado ordenamiento territorial y la poca apropiación que tiene la comunidad sobre el espacio." (Ruíz y Deivy, 2014).

Este humedal "es uno de los más grandes ecosistemas característicos con que cuenta el municipio, pero ni por su conflicto social principalmente y aunque se encuentra entre las áreas protegidas del municipio por la Corporación Autónoma Regional CAR y ha sido declarada reserva hídrica" (Ariza, 2011), "el humedal ha hecho parte activa de los POT ni la población ha sido contemplada en marcos de restitución de tierras u otro plan que subsane el tejido social herido" (Jiménez, 2013).

"La disminución o pérdida del humedal está generando importantes costos que repercute en métodos de remediación para reducir la erosión cercana a ríos como también infraestructura para controlar la mayor cantidad de inundaciones que han deteriorado las propiedades del humedal" (Páez., 2015). Y estas alteraciones comprometen a los servicios ambientales que proporciona el humedal Tierra Blanca ya que es un hábitat para todas las especies vegetales y animales, así como para el sistema hídrico siendo responsable del incremento del riesgo a sufrir alguna inundación o desencadenar enfermedades crónicas por la exposición de contaminantes perjudiciales a la salud de poblaciones cercanas.

Ahora bien, teniendo un enfoque normativo, la constitución Política de Colombia (1991) señala en su artículo 8 que es obligación del Estado y de las personas proteger las riquezas culturales y naturales de la Nación. Por lo que existen algunos artículos que señalan las técnicas de remediación que han ocupado para remediar este impacto ambiental.

Como por ejemplo Salazar, (s.f.) llevó a cabo una revisión y ajuste de los planes de manejo ambiental en diversos humedales de Colombia, y entre los cuales destaca Humedal Tierra Blanca. Dentro de sus objetivos principales destaca la generación de pautas de manejo para que sus bienes y servicios sean aprovechados de manera sostenible por la sociedad, además de proponer por la restauración de los procesos ecológicos del humedal asegurando la apropiación y uso sostenible del humedal.

Para poder llevar a cabo estos objetivos se establecieron estrategias que ayudaran al cumplimiento de estos; entre los cuales destaca el mejoramiento de la calidad del ecosistema, ampliación y estructuración, llevar a cabo una restauración de la composición vegetal y crear condiciones para la educación ambiental y la recreación pasiva del Humedal.

"El POT, es otro de los instrumentos útiles para iniciar los procesos de protección a largo plazo de los humedales y demás ecosistemas estratégicos. A partir del acuerdo CAR 16 de 1998, por medio del cual se establecen los determinantes ambientales para la elaboración de los POT, la CAR instauró la necesidad de incluir a los humedales dentro de los suelos de protección de estos instrumentos de zonificación y ordenamiento del territorio" (Salazar, s.f.).

Por otra parte, "existen estudios que determinan que el humedal Tierra Blanca excede los límites máximos permisibles de fosforo con valores de 6.13-7.803 mg/L y valores de Nitrógeno entre 12.80 y 37.60 mg/L a consecuencia del vertimiento de detergentes" (Páez,2015). Se recomienda que haya una remoción de la flora acuática del cuerpo hídrico para permitir una restauración natural del agua y aumente la aireación y con ello reestablecer las condiciones naturales.
"El estado actual del humedal puede mejorar, identificando los principales impactos ambientales que causan deterioro de la fauna y flora, que son generados por la falta de políticas que garanticen una educación, cultura y conocimiento del valor ambiental que tiene" (Corredor,2020).

Es por ello que se realiza el planteamiento de cómo es que afectan los detergentes en los ecosistemas acuáticos del humedal Tierra Blanca en Soacha Cundinamarca. Ya que a contaminación de los efluentes hídricos por diferentes componentes se han agudizado en la última década, el proyecto se enfocará en los efectos tóxicos de los detergentes en el humedal Tierra Blanca ubicado en la comuna 1 de Compartir Soacha.
Esto permitirá poder establecer algunas técnicas
que puedan disminuir la contaminación ambiental y la pérdida de la flora y la
fauna del humedal.
Así como determinar cuál de los tóxicos que vienen
dentro del detergente es el que más afecta el humedal y su entorno tanto en lo
hídrico, como el suelo, y el aire con ello se la técnica será  una
alternativa de  remoción de tóxicos que mejoren el entorno del humedal.

De tal manera que con la investigación se pretende determinar mediante estudios de laboratorio el efecto toxico de los detergentes en el humedal tierra blanca. Por lo que, nuestros objetivos especifico están basados en determinar la concentración toxicológica de los detergentes en el humedal Tierra Blanca por medio de bioensayos toxicológicos tomando una muestra significativa del lugar de estudio. Por otra parte, nuestro segundo objetivo especifico es analizar los resultados obtenidos de las muestras por medio de una aplicación de técnicas estadísticas. Y por último, se pretende establecer los limites permitidos de contaminantes en un humedal a través de la realización de una comparación de los distintos tóxicos dentro del humedal Tierra Blanca.

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"El humedal de Tierra Blanca se encuentra al nororiente del casco urbano del municipio de Soacha departamento de Cundinamarca; sobre la carretera que de Soacha conduce a Mondoñedo frente al cerro Coclí que se ve fragmentado por la avenida Indumil, límite norte de este cuerpo de agua. Cuenta con 12,5 hectáreas y morfológicamente es de forma alargada en sentido sur – norte, con un ancho promedio de 55 metros." (CAR, S.F).

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Caracterización del escenario de contaminación ambiental

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Caracterización del escenario de contaminación ambiental

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La problemática ambiental en esta fuente hídrica es principalmente en consecuencia de la invasión de la ronda hídrica provocando además que gracias a esta invasión se generen aguas residuales sobre. Estos provocados principalmente por el uso de detergentes que desembocan directamente en el humedal, el componente activo del detergente, es similar al de un jabón, su molécula tiene larga cadena lipófila y terminación hidrófila.  Estas sustancias hacen que se pierda la movilidad del agua a causa de los residuos generados por dichos detergentes.
Además estimulan el crecimiento de las algas no aptas para el humedal provocando en los peces lesiones en las branquias, dificultándoles la respiración hasta  provocarles la muerte a los peces; en los vegetales acuáticos  los detergentes impiden el proceso de la fotosíntesis originando la muerte de la flora acuática, de igual manera a las aves acuáticas " les quitan la grasa de las plumas provocando que se escape el aire aislante de entre las plumas y que se mojen, lo cual puede ocasionan su muerte por frío o porque se ahogan" (contaminación del agua por detergentes eutrofización, 2007)
Factores Bióticos: Flora: Dentro de la vegetación de ribera se encuentran Juncales, Totorales de Enea, Jacinto de agua, lenteja de agua, sombrilla de agua, pastizales. Se presentan individuos de porte arbóreo, Eucalipto común, Acacia bracatinga, Acacia japonesa, Acacia negra.
Fauna: "De los pocos mamíferos que se reportan para el humedal de Tierra Blanca se encuentra el curí Cavia anolaimae,. Sin embargo de acuerdo a información suministrada por los habitantes lo que se ha incrementado la población de ratas.
De acuerdo a la avifauna reportada en el estudio de CAR-FONADE 2003, para el ecosistema acuático, se mencionó la presencia en el sector del humedal de la tingua pico verde Gallinula melanops, la focha Fulica americana, la tingua pico rojo Gallinula chloropus y el chorlito Actitis maculariatambién se encuentran los anfibiod comola rana verde (Hyla Labialis) y la ranita (Phyllobates subpuntactus)." (CAR-FONADE 2003).
Factores Abióticos: El humedal tierra blanca cuenta con una "La altura de la cabecera municipal es de 2565 m.s.n.m., tiene una temperatura media de 11.5 ºC y una precipitación promedio que oscila entre los 500 y 1000 mm anuales." (Aldana, C. y Chindicue, C., 2014)

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Las crecientes descargas de aguas residuales han contribuido a la contaminación hídrica y uno de los contaminantes más comunes en estas descargas ha sido los detergentes que es usado en cada uno de los hogares en sus diferentes usos; para luego ser vertido como agua residual, donde van a parar a diferentes afluentes, como el estudiado en este caso; el humedal tierra blanca, donde se decidió realizar un bioensayo de ecotoxicidad tomando una muestra de dicho afluente, para luego realizar diferentes disoluciones con la muestra tomada con concentraciones de 100% 30%, 10%, 3% Y 1% un control + ( agua contaminada) y control– (agua de llave). Esta evaluación de toxicidad se realizó con semillas de Batavia L. sativa; ya que es una especie muy sensible de fácil y rápida germinación.  Luego se tomaron 4ml con la jeringa de cada disolución, las cuales se colocaron en los 21 recipientes ya que se realizaron tres replicas por cada disolución; que en su interior tenían un disco de papel de cocina con 20 semillas de lechuga Batavia las cuales estaban debidamente esparcidas. Cada recipiente se marcó según su porcentaje de concentración trabajada, se envolvieron en papel aluminio y dispusieron en una caja de cartón en completa oscuridad con una temperatura aproximada de 22 ℃ dejándose por 120 horas equivalente a cinco días. Evaluando así con este bioensayo los efectos del toxico en este caso el detergente; sobre la morfología de las plantas germinadas.

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Con el desarrollo del proyecto se identificaron las afectaciones que tienen los humedales por la contaminación en el agua por detergentes que contienen surfactantes conocidos principalmente por hacer que cambie la solubilidad de las grasas y proteínas, lo que causa una alteración en el funcionamiento de las membranas celulares de los seres vivos y convirtiendo los detergentes en un tóxico para la vida acuática. Así mismo se identificó como alternativa de solución para prevenir, mitigar y controlar el efecto tóxico de los detergentes en el ecosistema humedal Tierra blanca, la implementación de la radiolisis siendo una técnica que fragmenta las moléculas de las sustancias contaminantes presentes en la fuente hídrica ayudando a eliminar patógenos y contaminantes químicos presentes en el agua. Se espera que con la ejecución del proyecto se pueda mejorar la calidad de vida de los habitantes y poder restaurar el ecosistema.

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