Residuos de plaguicidas en cultivos de pasifloras en regiones de alta producción en Colombia

Peticide residues in passifloras crops in regions of high production in Colombia

Resíduos em culturas passiflora nas regioes de producao elevados em Colombia

Dario A. Bastidas¹, Jairo A. Guerrero^1,2, Kris Wyckhuys³

¹ Laboratorio de Análisis de Residuos de Plaguicidas. Departamento de Química. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá D.C., Colombia.
² Autor de correspondencia: jaguerreod@unal.edu.co
³ Centro de investigaciones y asesorías agroindustriales. Universidad Jorge Tadeo Lozano. Bogotá D.C., Colombia, webmaster@utadeo.edu.co

Recibido: Abril 17 de 2013 Aceptado: julio 11 de 2013

Resumen

Colombia cuenta con una gran diversidad de frutas tropicales las cuales se han venido posicionando en los mercados internacionales, entre ellas las pasifloras. Para que la producción de estos cultivos responda al aumento de la demanda nacional y de exportación, se aplican plaguicidas para el control de plagas y enfermedades. El uso inadecuado de estos agroquímicos puede implicar riesgos de salud pública, contaminación ambiental e interferir en el comercio internacional. Con el objetivo de conocer las prácticas agrícolas y el manejo integrado de plagas relacionado con el uso de plaguicidas se realizaron encuestas a productores de tres especies de pasifloras, maracuyá, gulupa y granadilla en los principales municipios productores de Colombia. Se realizó un muestreo aleatorio y se analizaron muestras por el método IAEA-QuEChERS validado en el laboratorio. De acuerdo a los resultados de las encuestas y los análisis de laboratorio se observó la presencia de residuos de plaguicidas que sobrepasan los límites máximos de residuos en algunas muestras y que los plaguicidas identificados en las muestras corresponden con los aplicados por los agricultores. Se identificó que la presencia de residuos se debe principalmente a las falencias en el buen uso de prácticas agrícolas fundamentalmente a la relacionada con la aplicación de productos agrícolas no registrados para dichos cultivos.

Palabras Clave: Residuos de plaguicidas, prácticas agrícolas, pasifloras, Cromatografía de gases.

Abstract

As one of the most bio-diverse countries in the world, Colombia boasts a wide diversity of highly palatable tropical fruits. Even though Colombian fruit production has primarily targeted the domestic market, several fruit species, such as passion fruit (PassifloraSpp), are steadily gaining ground in the broader international arena. Production of these crops and respond to raising domestic and international demand, many Colombian small-scale farmers use pesticides for pest and disease control. Inadequate use of pesticides could possibly entail public health risks, environmental contamination and ultimately interfere with international trade. Surveys were carried out to passifloras producers of three spices of passiflora crops, yellow passion fruit, sweet passion fruit and purple passion fruit from the largest producers municipalities in Colombia with the aim to know the integrate pest control and agricultural practices related with pesticides applied in the crops. Ramdomly sampling was realized and samples were analyzed by multiresidue analysis methodology validated in the laboratory and based on IAEA-QuEChERS method. With the results of survey and laboratory analysis it is showed the presence of pesticide residues that exceed maximum residue limits in some samples and the pesticides identified in the samples correspond to those used by farmers. It was found that the presence of residues is mainly due to the shortcomings in the proper use of agricultural practices related primarily to the implementation of agricultural products no registered for such crops.

Key words: Pesticides, agricultural practices, passifloras, gas chromatography.

Resumo

A Colômbia tem uma grande variedade de frutas tropicais que foram posicionamento nos mercados internacionais, incluindo Passiflora . Para a produção dessas culturas responder à crescente demanda interna e exportação, aplicar pesticidas para controle de pragas e doenças. O uso inadequado destes produtos químicos podem envolver riscos para a saúde pública, a contaminação ambiental e interferir com o comércio internacional. A fim de atender as práticas agrícolas e manejo integrado de pragas relacionadas a pesquisas de utilização de pesticidas para produtores de três espécies de Passiflora, maracujá e paixão gulupa fruto em grandes municípios produtores na Colômbia. A amostragem aleatória foi realizada e as amostras foram analisadas pelo método IAEA- QuEChERS desenvolvido no nosso laboratório. De acordo com os resultados de pesquisas e análises de laboratório mostraram a presença de resíduos de pesticidas que excedem os limites máximos de resíduos em algumas amostras e os pesticidas identificados nas amostras correspondem aos utilizados pelos agricultores. Verificou-se que a presença de resíduos é principalmente devido às deficiências no uso adequado de práticas agrícolas relacionadas principalmente com a implementação de produtos agrícolas não registrados para essas culturas.

Palavras-chave: Pesticidas, practicas agricolas, pasifloras, cromatografia em fase gasosa.

1. Introducción

Colombia es un país agrícola y además privilegiado por la variedad de climas que posee. En los últimos años el sector agrícola ha experimentado un proceso de apertura económica que le ha permitido innovar y buscar altos niveles de calidad, que se traducen en competitividad dentro de diferentes mercados.

Algunos productos como las frutas exóticas han alcanzado gran importancia a nivel nacional e internacional; un ejemplo bastante notorio lo comprenden las frutas de la pasión pertenecientes a la familia Passifloraceae, que han tenido bastante acogida por los productores de la región andina. Colombia es un importante productor de varias especies de pasifloras, ya que cuenta con condiciones bio-físicas apropiadas para diversificar su oferta y aumentar los niveles de producción (1)

En los últimos años ha habido un incremento importante de cultivos de pasifloras. En reportes del año 2008 la producción de granadilla fue de 52305 toneladas con un área de 4568 hectáreas cultivadas. Para maracuyá se encontró una producción de 109486 toneladas, con 6372 hectáreas cultivadas, siendo los departamentos más destacados Huila, Cundinamarca y Boyacá (2). Durante el 2012 la gulupa fue la segunda fruta más vendida en mercados internacionales con 12 millones de dólares seguida de granadilla con 2,9 millones de dólares (3, 4,5).

Los problemas fitosanitarios asociados a los cultivos de Passifloraceae son los principales factores que inciden en la disminución de la producción, ya que pueden causar pérdidas entre 30-40%. Los cultivos padecen altos niveles de infestación de plagas y enfermedades, en los cuales, comúnmente, no se adoptan estrategias de manejo eficientes, rentables y ambientalmente amigables. Aunque algunos productores están implementando buenas prácticas agrícolas en estos cultivos, no se cuenta con estudios de inocuidad respecto a los residuos de plaguicidas.

En Colombia se destacan tres regiones con alta producción de gulupa, granadilla y maracuyá, en los departamentos de Cundinamarca, Boyacá y Huila, respectivamente. En estas zonas el método de control de plagas se realiza por medio de aplicación de plaguicidas. El uso de insecticidas es la opción de control de plagas más popular pues el 90,5% de los productores de pasifloras hacen uso de esta práctica (6).

De acuerdo con legislaciones internacionales es indispensable asegurar la inocuidad del producto como requerimiento para exportación, para lo cual es necesario realizar análisis de residuos de plaguicidas como parámetro de control. Tal información es muy importante al evaluar la eficacia de las prácticas agrícolas llevadas a cabo por los agricultores, para promover de tal forma la utilización y el uso adecuado de los plaguicidas.

En vista de la alta dependencia de los productores de pasifloras hacia el uso de insecticidas, implementar protocolos de Buenas Prácticas Agrícolas, (BPA), ofrece ventajas tanto a productores, como a consumidores; pues al suministrar productos inocuos, se generará en el mercado un ambiente de confianza, y las frutas de exportación cumplirán con las exigencias respecto a límites máximos de residuos.

El objetivo del presente trabajo consistió en la determinación de residuos de plaguicidas en el fruto entero de tres especies de pasifloras en cultivos pertenecientes a los principales municipios productores de Colombia en Boyacá, Cundinamarca y Huila con el fin de evaluar las prácticas agrícolas en relación con el manejo de plaguicidas ya que se constituye como requerimiento clave para la comercialización a nivel nacional e internacional.

2. Materiales y métodos

2.1 Área de estudio

Se realizó una encuesta a productores de pasifloras, cuyo objetivo era recolectar información sobre las prácticas agrícolas llevadas a cabo en los cultivos. Las especies estudiadas fueron: Passiflora edulis f. flavicarpa (maracuya), P. edulis f. edulis (gulupa) y P. ligularis (granadilla). La población a cubrir fueron 48 fincas en los municipios con mayor producción de pasifloras en Colombia. Como marco se tomaron municipios en los Departamentos de Huila, Boyacá y Cundinamarca. La información a recopilar se enfocó en el manejo integrado de plagas y el método para obtener la información fue mediante entrevistas y verificación de registros.

2.2 Prácticas Agrícolas en cultivos de pasifloras

Las BPA ofrecen un ambiente propicio para que la agricultura sea económicamente viable y por tanto sostenible, generando el bienestar social de agricultores, trabajadores y en última instancia beneficios para los consumidores. Las BPA establecen el equilibrio óptimo entre metas económicas, ambientales y sociales (7).

En Colombia se ha puesto en marcha el plan nacional para la implementación de BPA en diferentes cultivos prioritarios como son las pasifloras. El principal objetivo es impulsar el acceso a mercados globalizados, a partir de capacitación en buenas prácticas agrícolas. Con estas capacitaciones se promociona el manejo integrado de plagas y desarrollo de BPA en cultivos de maracuyá, gulupa y granadilla (8)

Los esfuerzos por lograr una garantía de calidad, la satisfacción del consumidor y producción de alimentos inocuos y de alta calidad, han conducido a la creación de normas y procedimientos armonizados a nivel mundial para desarrollar las buenas prácticas agrícolas; una de estas son las normas GLOBALGAP donde se cubre toda la etapa de la producción incluido las aplicaciones de agroquímicos (9). En esta sección se puede verificar entre otros aspectos el relacionado con los análisis de residuos de plaguicidas, que sin duda son un resultado global del manejo agrícola realizado para el cultivo, en términos de uso de plaguicidas. De acuerdo a los resultados de los análisis se puede constatar si el manejo integrado de plagas y por tanto las BPA se están llevando de una manera adecuada, y además si los productos cumplen con las características de inocuidad exigidas por los entes de control.

2.3 Muestreo

En la selección de las muestras para análisis de residuos de plaguicidas, se realizó un muestreo aleatorio en 18 de las fincas encuestadas (en todo el cultivo y en toda la planta), 6 por especie. Las especies de pasifloras recolectadas fueron, gulupa, granadilla y maracuyá. La cantidad de muestra recolectada fue entre 1,5-2,0 kg de la fruta comerciable en el momento de la cosecha. Se tomaron dos muestras por cada finca. Cada muestra se empacó en bolsas plásticas y se etiquetó con la siguiente información: Municipio, Vereda, posición geográfica, fecha de última aplicación, tipo de cultivo. En la tabla 1 se presenta la información correspondiente a las muestras tomadas en el Departamento del Huila donde se cultiva maracuyá.

2.4 Materiales de referencia, reactivos y soluciones

Los estándares de plaguicidas empleados en este trabajo fueron obtenidos de Dr. Ehrenstorfer y de Chemservice, cada uno de estos con una pureza superior al 95%. Las soluciones madre fueron preparadas a concentraciones cercanas a 500 µg/mL en acetato de etilo y fueron almacenadas en frascos ámbar a -20ºC. La mezcla de plaguicidas se preparó en acetato de etilo tomando diferentes volúmenes de cada una de las soluciones madre hasta obtener las concentraciones de trabajo. Esta se almacenó en frascos ámbar a -20 ºC. Todos los solventes empleados en este estudio fueron J.T. Baker grado residuos.

2.5 Metodología de extracción y limpieza

La metodología se baso en la metodología IAEA-QuEChERS la cual consiste en una extracción con acetato de etilo y posterior limpieza en fase dispersiva (10). En la figura 1 se describe la metodología. Previamente al proceso de extracción y limpieza se homogeneizo 2,0 kg de muestra en un Stephan Blender 2010.

2.6 Instrumentos y equipos

El análisis cromatográfico se llevó a cabo en un cromatógrafo de gases Agilent Technologies HP7890A, acoplado a un detector selectivo de masas 5975C (Palo Alto, CA, EUA). El cromatografo se encontraba equipado con un inyector automático 7673 con control electrónico de presión, y un inyector de temperatura programada, el cual se encontraba conectado a una columna capilar HP-5 MS (30 m, 0.25 mm d.i., 0.25 µm).

El inyector se optimizó en modo venteo de solvente, bajo las siguientes condiciones: temperatura inicial de 39,4oC, presión en el inyector luego de la transferencia a la columna 1,54 bares, flujo de purga de la septa 3 mL/min, presión durante el venteo fue 0 bares por 0,5 min, flujo de venteo 63,8 mL/min. El programa de temperatura del inyector fue el siguiente: 39,4 oC por 0,53 min, luego se incremento la temperatura a razón de 625 oC/min hasta 267,3oC, se mantuvo en este valor por 2,8 min, luego se llevo a 290 oC a razón de 100 oC /min y se mantuvo a esta temperatura hasta el final del análisis cromatográfico. El volumen de inyección fue de 4 L.

El espectrómetro de masas adquirió los datos en modo SIM/SCAN y comenzó a adquirir 8,50 min después de la inyección, la temperatura de la fuente de ionización fue de 203 oC, la temperatura del cuádrupolo fue 150 oC, la energía de ionización fue 70eV y la presión en el orden de 1,33*10E^-05 bares.

El programa de temperatura del horno fue el siguiente: Al inicio se mantuvo a 41 oC por 3,67 minutos, luego se incrementó a 60 oC a una razón de 115 oC/min, y apenas alcanzó esta temperatura, se llevó a 150 oC a razón de 20 oC/min, luego se llevó a 195 oC a 5 oC/min, y se mantuvo a esta temperatura por 5 minutos, por último se llevó hasta 280 oC a una razón de 10 oC/min, manteniendo el horno a 280 oC por 12 minutos más. El tiempo total de análisis cromatográfico fue 42,8 minutos.

La determinación y confirmación de los plaguicidas se realizó mediante la técnica de adquisición SIM. La selección de los iones para la adquisición por modo SIM fue realizada teniendo en cuenta la abundancia relativa de los fragmentos, con el fin de tener una respuesta adecuada y una buena especificidad y selectividad. Para la mayoría de los compuestos se seleccionaron 4 iones, uno para cuantificación y 3 cualificadores. En la tabla 2 se muestran los iones seleccionados para cada plaguicida.

2.7 Validación de la metodología

Con el objetivo de obtener resultados confiables, reproducibles y adecuados para la determinación de residuos de plaguicidas en pasifloras, se valido la metodología para los plaguicidas que aplican los agricultores en los cultivos y que se podían determinar por GC/MS. Siguiendo los parámetros de la guía SANCO 2011 (11) se determino: especificidad/selectividad, precisión, limites de detección y cuantificación, linealidad y exactitud. La tabla 3 presenta los porcentajes de recuperación a 3 niveles de concentración, limites de detección, limites de cuantificación y precisión como precisión intermedia de los plaguicidas evaluados. Como se observa el metamidofos es el único plaguicida que no cumple con los criterios de exactitud de SANCO donde el porcentaje de recuperación debe estar entre 70 -120%, sin embargo los resultados son precisos pues él %CV está por debajo del 20%. Las curvas de calibración se prepararon en blanco de matriz para minimizar el error en la determinación, debido al efecto matriz (12).

3. Resultados y discusión

3.1 Uso de Plaguicidas

Algunos aspectos de los procedimientos GLOBALGAP fueron considerados en la encuesta y se destinaron a conocer el estado de las prácticas agrícolas en el manejo de los cultivos de pasifloras en regiones de mayor producción. Dichos aspectos se trataron mediante preguntas sencillas y se enfocaron principalmente en manejo integrado de plagas, medio ambiente y conservación, envases vacios de productos fitosanitarios, salud, seguridad y bienestar del trabajador. A partir de esta información se estableció que la aplicación de plaguicidas se realiza mediante el uso de bomba de espalda en la etapa de floración y mediante el uso de bomba estacionaria en la etapa de producción. El agricultor generalmente no calibra las bombas. Esta información es importante al momento de identificar problemas en dosificación de pesticidas, ya que este aspecto está relacionado con la concentración de plaguicidas en los cultivos. Se observó que el 83,3% de los productores de gulupa llevan el registro de plaguicidas aplicados y en los cultivos de granadilla y maracuyá lo registran solo el 53,3 y 26,7% respectivamente. De este modo se evidencia que en este aspecto los productores de gulupa son más cuidadosos, pues siguen las recomendaciones de las empresas exportadoras que comercializan sus productos. El 66,7% de los productores de granadilla encuestados realiza aplicación de pesticidas desde el comienzo del cultivo mientras que los productores de maracuyá y gulupa aplican plaguicidas dependiendo de los síntomas de enfermedades. Las dosis usadas por los agricultores son las recomendadas por las casas comerciales y que dependen de la plaga que quieren erradicar.

En la figura 1 se muestra el resultado de la encuesta relacionada con el periodo de tiempo entre la última aplicación de plaguicidas y la recolección del producto. Se observa que para los productores de maracuyá, el tiempo entre la ultima aplicación de los plaguicidas y la cosecha es muy corto comparado con los productores de granadilla y gulupa que en general respetan periodos superiores a 8 días.

En la tabla 4 se presentan los plaguicidas aplicados por los agricultores, el rango de periodos de carencia recomendados por las casas comerciales para diferentes tipos de cultivos (13), el límite máximo de residuo de la comunidad económica europea en frutas de la pasión (14), clasificación toxicológica de diferentes presentaciones comerciales que contienen el principio activo y clasificación según plaga objetivo. Se encontró también que la mayoría de plaguicidas que aplican los agricultores no se encuentran registrados ante el ICA para pasifloras. Solamente se tiene registrado -cihalotrina, deltametrina, y tebuconazol en ciertos productos comerciales (15).

3.2 Resultados de los análisis de laboratorio

A cada una de las muestras de pasifloras recolectadas, se les realizó un análisis de residuos de plaguicidas por duplicado. En las tablas 5, 6 y 7 se presenta para cada productor, el plaguicida encontrado por finca y su concentración en mg/kg. La abreviatura ND significa que no hubo detección de señal bajo la metodología realizada ni identificación de ninguno de sus iones. En la última columna se reporta el tiempo en días entre la última aplicación de plaguicidas y el día del muestreo, el cual coincidió con la recolección de la producción del cultivo.

Como se observa, los plaguicidas encontrados corresponden con los productos empleados en cultivos de pasifloras de acuerdo a las encuestas realizadas. Se observa además, coherencia entre los resultados obtenidos entre muestras de una misma finca, pues a pesar de la variabilidad en el muestreo en campo los resultados son muy similares.

Se observa principalmente la presencia de clorotalonil y ˜-cihalotrina en cultivos de granadilla. A pesar que la última aplicación de plaguicidas se realizó, entre 11 y 25 días antes del muestreo las concentraciones encontradas fueron excesivamente altas; es de resaltar que se recomiendan periodos de carencia para ciertos cultivos hasta de 45 días para ˜-cihalotrina y hasta 15 días para clorotalonil.

En los cultivos de maracuyá se encontraron altas concentraciones principalmente de monocrotofos y cipermetrina y en cultivos de gulupa se reportaron las concentraciones más altas para deltametrina. Estos resultados indican que los plaguicidas aplicados difieren dependiendo del cultivo. Al observar los resultados de las muestras podemos decir que los plaguicidas más frecuentemente detectados fueron: monocrotofos (5 muestras), azoxistrobin (4 muestras) y clorotalonil (5 muestras) en muestras de maracuya, gulupa y granadilla, respectivamente. En 5 fincas se encontraron concentraciones de plaguicidas bastante altas que superaron los límites máximos de residuos.

Productores de granadilla: En la tabla 5 se puede observar que en solo dos fincas no se encontraron residuos de plaguicidas. En tres fincas se encontró dos plaguicidas en común, clorotalonil y ˜-cihalotrina indicando prácticas agrícolas similares. En una de estas fincas las concentraciones encontradas fueron las más altas. Clorotalonil y ˜-cihalotrina superaron el límite máximo de residuos en dos fincas por tanto estos productos no cumplirían con los requisitos para exportación.

Productores de maracuyá: En la tabla 6 se puede observar que en todas las fincas se encontraron residuos de plaguicidas. Es evidente que en el cultivo de maracuyá Las prácticas agrícolas son diferentes a las llevadas a cabo por los productores de granadilla pues se encontraron diferentes plaguicidas. En dos fincas se encontraron los mismos plaguicidas y además presentaron concentraciones excesivamente elevadas de monocrotofos y cipermetrina indicando que no se han llevado adecuadamente las prácticas agrícolas. Estas dos fincas producen maracuyá que no cumple con la reglamentación pues las concentraciones sobrepasan los límites máximos de residuos. En cuatro fincas se encontraron residuos de los plaguicidas aplicados que no superaron los límites permitidos.

Productores de gulupa: En la tabla 7 se observa que solamente una finca no presento residuos de plaguicidas de los agroquímicos aplicados. En una finca se encontraron residuos de 4 plaguicidas, dentro de los cuales se encuentra la deltametrina superando el límite máximo de residuos, el cual es 0,05 mg/kg. En las fincas estudiadas, cuatro fincas cumplirían con los límites máximos permitidos en sus productos.

De acuerdo a las regulación de la Comunidad Economica Europea respecto a Límites Máximos de Residuos algunos de los productos de las fincas mencionadas anteriormente, cumplen con el requisito de inocuidad, pues no exceden la concentración 0,010 mg/kg. Se ha establecido que para matrices que no tengan estudios referentes a límites máximos de residuos, como son las frutas exóticas, en este caso frutas de la pasión, se toma por defecto el valor de 0.010 mg/kg como el máximo valor permitido, ya que se considera un nivel suficientemente bajo para proteger al consumidor de la ingesta de cantidades no autorizadas o excesivas de residuos de plaguicidas(14).

Retomando la información suministrada por los agricultores, es interesante observar que las concentraciones altas encontradas en algunas muestras mantienen cierta relación con los sistemas de fumigación, pues cuando se preguntaba a los agricultores sobre la revisión de las bombas y sistemas de aspersión, en ningún caso se encontró información sobre mantenimiento o calibración de estos equipos, por esta razón es probable que en las prácticas agrícolas haya aplicaciones erróneas de las cantidades recomendadas para los plaguicidas.

En el mundo se han reportado algunos estudios de residualidad de plaguicidas en pasifloras; por ejemplo en Brasil se encontraron residuos de m-paration excediendo 0,010 mg/kg (16). En Irlanda y Suecia se encontraron residuos de clorotalonil y dimetoato, en pasifloras importadas de Kenia, con concentraciones mayores a las permitidas por los organismos de control (17,18). En Bélgica en monitoreos realizados en pasifloras en 2008, se encontró difenoconazol por encima de los LMR(19) . Un estudio de residuos de plaguicidas en frutas y vegetales provenientes de Sur América reporto concentraciones de cipermetrina -cihalotrina por encima de los límites máximos de residuos en frutas de la pasión (20).

Estudios sobre residualidad de plaguicidas en cultivos de maracuyá en Colombia, han mostrado la importancia del establecimiento de buenas prácticas agrícolas, pues se encontraron concentraciones superiores a los LMR de malation, mancozeb y etofenprox hasta después de 8 días de la aplicación (21). También se ha encontrado que los plaguicidas determinados a los periodos de carencia recomendados se encuentran por debajo de los límites máximos de residuos (22).

Uno de los principales problemas que se presenta en Colombia es que no se han establecido límites máximos de residuos para la mayoría los plaguicidas que se aplican en frutas tropicales dentro de las cuales se encuentran las pasifloras, por tanto el valor de LMR para estos productos, se debe tomar por defecto y corresponde al valor de 0,010 mg/kg el cual es bastante bajo, restringiendo la exportación de estas frutas.

4. Conclusiones

De acuerdo a los resultados se observa la presencia de residuos de plaguicidas que exceden los límites máximos de residuos de la unión europea en los tres tipos de pasifloras, que los plaguicidas identificados en las muestras corresponden con los aplicados por los agricultores. Se identificó que la presencia de residuos se debe principalmente a la no implementación de buenas prácticas agrícolas por parte de los agricultores, fundamentalmente a la relacionada con el tipo de plaguicida que se aplica pues la mayoría de los plaguicidas que los agricultores usan no se encuentran registrados para su uso en frutas de la pasión.

Los resultados acentúan la necesidad de un seguimiento frecuente de análisis de residuos de plaguicidas, para asegurar la calidad e inocuidad de las frutas tropicales tanto para exportación como para consumo nacional. Los resultados indican una necesidad urgente de desarrollo e implementación de paquetes integrados de control de plagas en los cultivos de pasifloras y de sensibilización sobre el buen el uso de plaguicidas.

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