Microplastic Emission from Road Markings in Germany and Austria

21.10.2022

Up to now no solid evidence is available that microplastic from road marking is present in the environment in significant amounts compared to various other species.

Introduction

Synthetic polymers, so-called plastics are omnipresent in daily life thanks to excellent performance and longterm durability. For instance, plastics binders in road marking materials must provide good adhesion to the road surface and a solid anchor for pigments and glass beads that reflect the car headlight at night. Durability of the binder is key to provide long lasting visibility and traffic safety. However, even the most durable road marking material will be abraded to a certain extend over time when exposed to traffic wear and to elements.

Microplastics are tiny fragments of solid, non-water soluble synthetic polymers that are less than 5 mm in size and resist (bio)degradation. When entering the sea these objects are hazardous to the aquatic life.  The Plastics Strategy of the European Commission adopts a step by step approach to reduce the emissions of microplastics from all sources: Firstly, the intentionally added (primary) microplastics in products, such as toothpaste, creams, detergents. Secondly, microplastics that are generated unintentionally during the life-cycle of products, and finally, plastic waste entering the sea and ultimately becoming microplastics because of fragmentation, if the waste is not removed.

At the request of European commission in January 2019, ECHA proposed a wide-ranging restriction on intentional uses of microplastics (primary microplastics) in products placed on the EU/EEA market to avoid or reduce environmental pollution. Registry of restriction intentions until outcome - ECHA (europa.eu). This restriction is up for discussion at the REACH committee with the possibility of a vote in December 2023. The EU commission has launched a public consultation on how to reduce the amount of unintentionally released microplastics (secondary microplastic) into the environment best on 22 February 2023 Microplastics public consultation (europa.eu). It will focus on labelling, standardization, certification and regulatory measures for the main sources of these plastics Microplastics pollution – measures to reduce its impact on the environment (europa.eu). EU JRC has reviewed road marking technologies in the following manner: Technical Report for Paints Varnishes and Road Markings (FINAL).pdf

In accordance with EN 1436 road markings form a part of the means for horizontal signalization. They include longitudinal markings, arrows, transverse markings, text and symbols on the surface of the road and can be 'provided by the application of paint, thermoplastic materials or cold hardening materials, preformed lines and symbols or by other means'. Road markings can be applied with or without the addition of glass beads. The majority of road markings are white or yellow. Glass beads are tiny spherical glass balls used to achieve the retroreflection of the marking when the road marking is illuminated by vehicle headlamps. This retroreflection can also be improved, particularly for wet or rainy conditions, by special properties produced e. g. by the texture of the surface (in structured markings) or addition of large glass beads. In addition, textured road marking surfaces may cause acoustic or vibrational effects when rolled over by wheels of passing vehicles. Glass beads are dropped on top of a freshly applied road marking and/or can be mixed in with marking before it is applied. Glass beads can be treated with adhesion and flotation coating to promote the good and correct embedment into the road marking product or the combination of the two, to endow the road marking of retroreflection properties during lifetime. There are various material technologies with different solidification methods used in road marking systems. According to information collected from industry among them there are:

  • Water-borne paints – sprayed on the road surface, dry by coalescence and water evaporation, form a thin layer

 

  • Solvent-borne paints – sprayed on the road surface, dry physically by evaporation of solvent, form a thin layer

 

  • Thermoplastics – applied in the molten state at about 200°C, either sprayed on (thin layer) or casted on as a melt (thick layer), solidifying by cooling

 

  • Reactive road marking systems (the so-called 2-component cold plastics) – mixed with a second hardener component. They are applied at ambient temperatures (are sprayed on (thin layer) or casted on (thick layer)) and solidify by chemical curing into an inert duroplastic polymer

Besides these major road marking systems other technologies such as for instance preformed tapes are occasionally used.

The importance of glass beads for the functionality of road markings as far as nighttime visibility (retroreflectivity) is concerned as well as the importance of longterm durability of road marking systems was highlighted. However, microplastic emissions caused by road markings have only recently been taken into account.

[...]

Please find attatched the complete paper for download below.

Microplastic Emmission from Road Markings in Germany and Austria

MiCroplastiC-Emmission-from-Road-Markings-in-Germany-and-Austria.pdf

Average wear of different road marking systems on the test field in the Harz Mountains, Germany

17.10.2022

Introduction
Regarding microplastic emissions by road marking materials it is necessary to know how much road markings wear out on average. The worn off material is suspected to decrease to microplastic particles that eventually enter into the oceans.
There was an opportunity to gather such information on a test field for road markings operated by The German Road Marking Association (DSGS, Deutsche Studiengesell-schaft für Straßenmarkierungen e. V.) in September 2022.
DSGS opened this road trial in the Harz Mountains in Germany in September 2006. There were 91 samples present in September 2022. The objective of this test field was to learn which marking materials were suitable for the use in regions where a lot of snow ploughing and other kinds of winter service takes place. This is why there were commonly used materials and also new materials to be tested present. The following explains how information on the average wear of road markings was collected and evaluated.

Average wear of different road marking systems 2022-10-17

Average-wear-of-different-road-marking-systems-2022-10-17.pdf [801,9 kB]

Markierungskostenindex (MKi) - Zu Problemen bei der Vertragsabwicklung bei Markierungsarbeiten

21. Juli 2022

Die Deutsche Studiengesellschaft für Straßenmarkierungen e.V. (DSGS) weist auf ein Problem in der Vertragsabwicklung bei Fahrbahnmarkierungsarbeiten hin.

Nach dem Rundschreiben des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr vom 25.03.2022 wurde der Zustimmungsvorbehalt zur Vereinbarung von Stoffpreisgleitklauseln nach Nr. 19 Abs1. Teil 1.3 des HVA B-StB während der Geltungsdauer des Rundschreibens aufgehoben. Umfasst sind für die Produktgruppen Stahl und Stahllegierungen, Aluminium, Kupfer, Erdölprodukte, Bitumen, Kunststoffrohre, Folien und Dichtbahnen, Asphaltmischgut, Epoxidharze, Zementprodukte, Holz und gusseiserne Rohre.

Da Markierungsmaterialien vom Statistischen Bundesamt nicht erfasst werden, wird die Vereinbarung von Stoffpreisgleitklauseln in großen Teilen durch die Auftraggeber abgelehnt. Dies kann insbesondere bei Auftragsüberhängen aus dem Jahr 2021 und der nicht absehbaren Preisentwicklung in der derzeitigen Situation zu erheblichen finanziellen Problemen der oft Inhaber geführten Traditionsunternehmen führen. Dazu tritt, dass zwischen Ausschreibung, Submission, Angebotsprüfung und Abruf der Leistung in einigen Bundesländern eine Zeitspanne von bis zu sechs Monaten liegt. Es wird daher in der derzeitigen Situation empfohlen die Ausschreibung, Auftragserteilung und den Abruf der beauftragten Leistungen so kurz wie möglich zu halten, damit Preissteigerungen wegen der kurzen Abwicklungszeiten so gering wie möglich ausfallen und die Vereinbarung von Preisgleitklauseln entbehrlich wird.

Um Preissteigerungen adäquat zu berücksichtigen schlägt die DSGS die Vereinbarung und Zugrundelegung eines Markierungskostenindex vor, um die Vertragsabwicklung für Auftragnehmer und Auftraggeber transparent, nachvollziehbar und fair zu gestalten.

Der MKi (Markierungskostenindex) ist ein kombinierter und gewichteter Kostenindex, der teilweise aus vom Statistischen Bundesamt zur Verfügung gestellten Daten und der Urkalkulation der Markierungsstoffe bei Angebotsabgabe sowie dem tatsächlichen Einkaufsnachweis bei Ausführung der Leistung gebildet wird. Zweck des MKi ist es, die durch die Pandemie und den Ukrainekrieg eingetretenen Preisschwankungen adäquat und nachvollziehbar abzubilden.

Das ungekürzte Dokument finden Sie nachfolgend zum Download.

Titandioxid in Straßenmarkierungsstoffen

November 2021

Hiermit möchten wir Sie als DSGS über den Einsatz von Titandioxid (TiO2) in Straßenmarkierungsstoffen informieren.

Titandioxid ist in Markierungsstoffen neben den Reflexperlen unverzichtbar für die Nachtsichtbarkeit der Straßenmarkierung und damit für eine der wichtigsten Eigenschaften der Straßenverkehrssicherheit auf unseren Straßen verantwortlich. Eine gleichwertige, technische Alternative ist nicht verfügbar.

Am 18. Februar 2020 wurde die Einstufung von Titandioxid in bestimmten Formen als krebserzeugend der Kategorie 2 „Kann vermutlich Krebs erzeugen“; Gefahrenhinweis H351 (Einatmen) eingestuft und als EU weit geltende Regelung in die CLP-Verordnung Anhang VI aufgenommen.

Diese Einstufung bezieht sich auf pulverförmiges TiO2, sofern dieses mindestens 1% Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser  10 µm enthält.  Das gefahrenauslösende Moment ist das Vorhandensein einer lungengängigen Staubkomponente in kritischer Konzentration, die beim Einatmen eine karzinogene Wirkung entfalten kann.

Zusätzlich wurde folgende Festlegung für titandioxidhaltige Gemische getroffen:

Das Kennzeichnungsetikett auf der Verpackung von flüssigen Gemischen, die mindestens 1 % Titandioxidpartikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von höchstens 10 μm enthalten, muss folgenden Hinweis tragen:

EUH211: „Achtung! Beim Sprühen können gefährliche lungengängige Tröpfchen entstehen. Aerosol oder Nebel nicht einatmen.“

Das Kennzeichnungsetikett auf der Verpackung von festen Gemischen, die mindestens 1 % Titandioxid enthalten, muss folgenden Hinweis tragen:

EUH212: „Achtung! Bei der Verwendung kann gefährlicher lungengängiger Staub entstehen. Staub nicht einatmen.“

Ungeachtet dieser neuen Klassifizierung sehen wir die Anwendung von handelsüblichem Titandioxid in Straßenmarkierungsstoffen weiterhin als sicher an:

  • Nach Informationen der Titandioxidhersteller erfüllen die üblicherweise für Markierungsstoffe eingesetzten Titandioxidqualitäten nicht die Kriterien, die zu einer Einstufung führen. Dies verfolgen die Hersteller von Markierungsstoffen sehr genau und stehen dazu ggf. mit den TiO2 Herstellern im Austausch.
  • Straßenmarkierungsstoffe werden daher in Zukunft nicht als krebserzeugend der Kategorie 2; H351 eingestuft.
  • Das Titandioxid wird in den Bindemitteln der Markierungswerkstoffe dispergiert und liegt nicht als staubende Fraktion bei der Verarbeitung vor. Damit ist Haupteigenschaft, die zu der gefährlichen Einstufung geführt hat, nicht gegeben.
  • Bei der zwecktypischen Anwendung von Straßenmarkierungen wird die Teilchengröße, die als weiteres Kriterium für die Einstufung genannt wird, nach dem derzeitigen Kenntnisstand nicht erreicht. Dennoch sollten vorsorglich im Rahmen der Produktverantwortung folgende generelle Hinweise für die Verwender titandioxidhaltiger Gemische angebracht werden:
    • flüssige, bzw. spritzbare Markierungsstoffe den Hinweis EUH 211 „Achtung! Beim Sprühen können gefährliche lungengängige Tröpfchen entstehen. Aerosol oder Nebel nicht einatmen.“
    • feste Markierungsstoffe EUH212: „Achtung! Bei der Verwendung kann gefährlicher lungengängiger Staub entstehen. Staub nicht einatmen.“

 

Was Sie in Zukunft beachten sollten

Wie schon beschrieben ist die Anwendung von titandioxidhaltigen Straßenmarkierungsstoffen unter Berücksichtigung der etablierten Arbeitsschutzbedingungen weiterhin möglich.

Wir empfehlen Ihnen aber zusätzlich bei Arbeiten, bei denen Markierungswerkstoffe in staubiger, Aerosol-/ oder Nebelform entstehen können (mechanische Reinigungsarbeiten, Fräß- und Schleifarbeiten, etc.), einen entsprechend Staubschutz P2 zu tragen. Dies ist in der Regel eine grundsätzliche Anforderung des Arbeitsschutzes bei staubenden Tätigkeiten, soll hier aber im speziellen Kontext nochmal genannt werden.

Alternativen zu Titandioxid?

Derzeit ist der Einsatz von TiO2 alternativlos, wie die nachfolgenden Zitate belegen sollen:

„Als mögliche Alternativen für Titandioxid liest man oft von Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Zirkoniumdioxid, Zinkoxid und Zinksulfid.

Diese sind in Bezug auf Deckvermögen (Opazität), Helligkeit (Glanz) und Scheuerbeständigkeit (Abriebfestigkeit) qualitativ schlechter einzustufen. Um gleichwertige Ergebnisse wie mit Titandioxid zu erzielen, werden deutlich höhere Schichtdicken oder mehrere Anstriche benötigt. Ein höherer Materialverbrauch und Zeitaufwand, sowie erhöhte VOC Emissionen und Kosten wären das Resultat

[VdL-Positionspapier-Titandioxid-Jan-2018] Titandioxid: Wird gute Deckkraft per Gesetz abgeschafft? // FARBE UND LACK].“

„Neben den wirtschaftlichen Faktoren sind die ökologischen und toxikologischen Eigenschaften dieser Stoffe ähnlich bedenklich, da die der Einstufung zugrunde liegenden allgemeinen Partikeleffekte nicht stoffspezifisch, sondern charakteristisch für Stäube sind und bei der Verarbeitung möglicher Ersatzstoffe ebenfalls mit der Freisetzung von Staub zu rechnen ist, würde ein Ersatz des Stoffes die Situation nicht verändern“ (Forum Titandioxid (forum-titandioxid.de)).“

Ergänzend möchten wir Sie noch auf das beigefügte Schreiben der Deutschen Bauchemie zum Thema der Neueinstufung von TiO2 hinweisen.

Als Verband sehen wir uns in der Verantwortung Sie über komplexe rechtlichen Regelungen zu informieren und zu unterstützen. Sollten sich bei Ihnen Fragen ergeben, scheuen Sie nicht den Kontakt zu uns oder zu Ihren Lieferanten.

Deutsche Bauchemie - Aktueller Sachstand und Hinweise Stand 01.07.2021

TiO2_DBC-Info_zur_Anwendung_final_2021-07_inkl_Anhang.pdf

Beschichtungsarbeiten im Außenbereich mit Methlmethacrylat-Harzen, Exposition in Modell und Messung

Beschichtungsarbeiten im Außenbereich mit Methylmethacrylat-Harzen, Exposition in Modell und Messungen


Juli 2021


Dr. Bardo Schmitt (Röhm GmbH), Dr. Alexander Klein (Röhm GmbH), Marco Borgmann (Follmann Chemie GmbH)


Methylmethacrylat ist wesentlicher Bestandteil von Reaktionsharzbindemitteln für sogenannte 2-komponenten Beschichtungsmaterialen, die besonders dauerhafte Beschichtungslösungen wie dauerhafte Markierungen für stark befahrene Straßen oder langlebige Dach- bzw. Balkonbeschichtungen ermöglichen. Die schnelle Aushärtung selbst bei kühler Witterung und die damit direkt verfügbaren Eigenschaften wie Regenfestigkeit, Überrollbarkeit und Begehbarkeit dieser 2-komponenten Beschichtungsmaterialien bieten offensichtliche Vorteile, gerade für Anwendungen im Außenbereich.


Aufgrund der hohen Reaktivität des Methylmethacrylat können solche 2-komponenten Beschichtungsmaterialen durch Zugabe einer zweiten Härter-Komponente vor der Aufbringung, z. B. auf die Straße, binnen weniger Minuten chemisch ausgehärtet werden. Die ursprünglich flüchtige Methylmethacrylat-Komponente wird dabei chemisch in die feste, polymere Beschichtung eingebaut. Eine Exposition der Verarbeiter mit Methylmethacrylat ist daher nur anfänglich während der Ausbringung der Materialien gegeben. Allein in Deutschland beträgt die Anzahl der so exponierten Verarbeiter ca. 30000 im Bereich der Dachdecker (Anmerkung: geschätzt ungefähr die Hälfte der im Dachdeckerhandwerk Beschäftigten kommen mit methylmethacrylathaltigen Formulierungen in Kontakt bzw. verarbeiten sie regelmäßig [1]) bzw. ca. 2000 im Markierungssektor [2].


Die Gefahrstoffverordnung [3] verlangt vom Arbeitgeber in §§ 7 und 9 einen Nachweis, ob die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) eingehalten sind. Dies kann mit Hilfe von Arbeitsplatzmessungen oder durch gleichwertige Beurteilungsverfahren erfolgen. Zudem ist die Gefährdungsbeurteilung gemäß § 5 Arbeitsschutzgesetz [4], § 6 Gefahrstoffverordnung bzw. § 3 Betriebssicherheitsverordnung [5] für die entsprechenden Tätigkeiten verpflichtend. Das Gebot zum Einsatz von Stoffen und/oder Verfahren mit geringerem Risiko, zur Beachtung der Rangfolge der Schutzmaßnahmen und zur Unterrichtung und Unterweisung der Beschäftigten usw. bleiben weiterhin bestehen.


Unabhängig fordert die REACh Richtlinie über den Stoffsicherheitsbericht [6] sichere Verwendungsbedingungen beim Umgang mit Stoffen. Hierzu werden vom Hersteller identifizierte Verwendungen in Expositionsszenarien beschrieben, die Handhabungsbedingungen und Schutzmaßnahmen beinhalten. In dessen Stoffsicherheitsbewertung werden Modellrechnungen hinzugezogen, um in einem gestuften Verfahren die sichere Verwendung nachzuweisen. Diese Information fließt in den Stoffsicherheitsbericht für die Stoffregistrierung ein und wird dem nachgeschalteten Anwender im erweiterten SDB zur Verfügung gestellt.


Dieser Bericht möchte den Bezug von Modellrechnung und Arbeitsplatzmessungen ganz speziell für die Anwendung von Methylmethacrylat (MMA) in der Außenanwendung von Fahrbahnmarkierungen und Flächenbeschichtungen (Boden, Dach) herstellen. Verfügbare Daten von unterschiedlichen Firmen wurden hierbei für diese Anwendungen im Außenbereich zusammengetragen.

Den vollständigen Bericht können Sie im Folgenden kostenlos herunterladen.

Beschichtungsarbeiten im Außenbereich mit Methylmethacrylat-Harzen 07-2021

Publikation-MMA-Aussenverwendung_Exposition-in-Modell-und-Messungen_2021-07-24.pdf

Information zur Verknappung von Rohstoffen und Lieferengpässen in der Fahrbahnmarkierungsindustrie

26.03.2021

Informationsschreiben der Deutschen Studiengesellschaft für Straßenmarkierungen e.V.

 

Lieferausfälle und Preissteigerungen wegen schwieriger Weltmarktlage erwartet

Verknappung von Rohstoffen setzt die Fahrbahnmarkierungsindustrie unter Druck

Die Marktsituation für Rohstoffe zur Herstellung von Fahrbahnmarkierungsmaterialien ist weltweit beeinträchtigt. Große Chemieunternehmen haben Force Majeure erklärt, was Schwierigkeiten bei der Beschaffung von Grundstoffen zur Herstellung von Fahrbahnmarkierungsmaterialien nach sich zieht. Die betroffenen Stoffe sind zahlreich und breit gefächert. Schwierigkeiten auf dem Transportsektor verschärfen die angespannte Lage zusätzlich. Viele Störfaktoren in der Lieferkette haben so zuletzt die Kosten für Rohstoffe und Dienstleistungen zur Herstellung von Markierungsstoffen in die Höhe getrieben und die aktuelle Versorgungslage ist unverändert angespannt. Sollte sich die Lage am Weltmarkt nicht entspannen, könnten letztendlich Lücken in der Verfügbarkeit von Markierungsstoffen entstehen.

Nach Mitteilung der Skandinavischen Straßenmarkierungsvereinigung (Skandinaviska Vägmarkeringsföreningen [SVMF]) vom 22. März 2021 führe ein verändertes Konsumverhalten im Zuge der COVID-19-Pandemie zu einem Ungleichgewicht bei Angebot und Nachfrage nach petrochemischen Produkten. Der Rückgang im Reiseverkehr habe sich dabei auf die Rohölproduktion und in der Folge auf raffinierte Produkte ausgewirkt. Der unerwartete Kälteeinbruch in Texas habe die dort ansässige petrochemische Industrie zum Erliegen gebracht. Darüber hinaus wird berichtet, dass der unerwartete Boom des Welthandels die Preise für Containerfracht aus Asien um ca. 500 % habe ansteigen lassen. Dies führe zu überfüllten Häfen, Bindung von Seecontainern und einer Unterbrechung der Lieferketten, da der Frachtschiffverkehr derzeit stark verlangsamt sei.

Quelle: [1]

Der französische Verband der Straßenausstattung (Le Syndicat des Équipements de la Route [SER]) berichtete am 19. März 2021 ebenfalls über extreme Schwierigkeiten bei der Bereitstellung von wesentlichen Materialien für die Herstellung von Fahrbahnmarkierungsmaterialien (Lösungsmittel, Harze, Titandioxid, usw.) sowie verknappungsbedingte Preisanstiege. Eine Rückkehr zur Normalität sei nach Auffassung des französischen Verbandes kurzfristig nicht zu erwarten. Trotz hohen Engagements der Mitglieder des SER zur Abmilderung der Auswirkungen sei derzeit eine Verschlechterung der Lage zu beobachten. Gefordert wurde Verständnis für die Auftragnehmer und die Anpassung der Verträge nach dem in Frankreich geltenden Gesetz über das Beschaffungswesen.

Quelle: [2]

Nach einer Mitteilung des Verbandes der schweizerischen Lack- und Farbenindustrie (VSLF) vom 15. März 2021 ist zudem eine Erhöhung der Preise beim Weißpigment Titandioxid zu beobachten. Der konjunkturelle Aufschwung, insbesondere in China, führe dazu, dass die Rohstoffe dort zu höheren Preisen verkauft würden, was die Verknappung von Ressourcen auf dem europäischen Markt vorantreibe. Der Preisanstieg bei Stahl und Kunststoffen lasse auch die Verpackungspreise steigen. Der Verband der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie e.V. hätte in den letzten beiden Monaten des Jahres 2020 bei den Epoxidharzen eine Kostensteigerung von bis zu 60% beobachtet und führe dies ebenfalls auf die erhöhte Nachfrage in Asien und Europa zurück. Im Bereich der Polyesterrohstoffe sei durch die Verknappung auf dem europäischen Markt eine Erhöhung von bis zu 45 % zu beobachten gewesen.

Quelle: [3]

Die Mitteilung der Deutschen Bauchemie vom 10. März 2021 weist ebenfalls auf steigende Preise bei Verpackungen und das Fehlen von Paletten innerhalb der Logistikkette hin.

Quelle: [4]

Der Bundesverband Güterkraftverkehr Logistik und Entsorgung (BGL) hatte in einem offenen Brief an die Bundeskanzlerin vom 18.02.2021 auf die prekäre Situation beim grenzüberschreitenden Güterverkehr und die damit verbundene Unterbrechung der Lieferketten hingewiesen. Die Ausfälle und Verzögerungen im Warenverkehr verstärkten die Verknappung und erhöhten die Vorlaufzeiten in der Rohstoffversorgung.

Quelle [5]

Als Fachverband blicken wir mit Sorge auf den Start einer bewegten und schwer einzuschätzenden Markierungssaison. Wir empfehlen Auftraggebern und Auftragnehmern individualvertragliche Preisgleitklauseln zu vereinbaren, um die Anpassung der Verträge bei drastischen Preissteigerungen zu ermöglichen, und bitten um Verständnis, dass es in Anbetracht der derzeitigen Lage zu verzögerten Ausführungen der Leistungen kommen kann.

Quellenangaben:

[1] https://news.cision.com/se/skandinaviska-vagmarkeringsforeningen/r/globala-storningar-pa-ravarumarknaden-for-vagmarkeringsprodukter,c3311650)

[2] https://www.equipements-routiers-et-urbains.com/content/situation-tendue-sur-le-marche-des-matieres-premieres-relatives-la-fabrication-des-produits

[3] https://www.wirsindfarbe.de/presse/lacke-farben-aktuell/farbenindustrie-unter-druck-rohstoff-preisexplosion-bei-epoxidharzen

[4] https://deutsche-bauchemie.de/pm-aktuell/details/unterbrochene-lieferketten-verursachen-produktionsengpaesse

[5] https://www.bgl-ev.de/web/medien/presse/article_archiv.htm&news=3469&year=2021

 

                                                                                                                                 

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