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地下水環境背景值統計表征技術指南（試行）

發文號：環辦土壤函〔2023〕344號
發布單位：生態環境部辦公廳
發布日期：2023-10-23

各省、自治區、直轄市生態環境廳（局），新疆生產建設兵團生態環境局：

為貫徹落實《地下水管理條例》《“十四五”土壤、地下水和農村生態環境保護規劃》等要求，規范地下水環境背景值統計表征工作，生態環境部組織制定了《地下水環境背景值統計表征技術指南（試行）》，現予印發。

生態環境部辦公廳

2023年10月23日

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地下水環境背景值統計表征技術指南
（ 試 行 ）

2023 年 10 月

目 錄
第一章 總 則	1
1.1	編制目的	1
1.2	適用范圍	1
1.3	規范性引用文件	1
1.4	術語和定義	1
1.5	指導原則	3
第二章 工作內容和流程	4
2.1	工作內容	4
2.2	工作流程	4
第三章 數據獲取	6
3.1	調查范圍和目標含水層確定	6
3.2	數據收集與整理	6
3.3	歷史水化學數據篩選	6
3.4	背景值指標選取	7
3.5	水文地質分區劃分	7
3.6	統計單元初步劃分	8
3.7	布點密度和最小樣本量確定	8
第四章 樣品采集與測試	11
4.1	采樣點布設	11
4.2	建井采樣與測試	12
 
第五章 數據處理與分析	13
5.1	數據處理	13
5.2	異常值識別與剔除	13
5.3	異常數據分析	16
第六章 統計與表征	18
6.1	統計單元調整	18
6.2	背景值統計	18
6.3	背景值表征	18
6.4	背景值成因分析	19
6.5	技術報告編制	19
6.6	背景值應用	19
附錄A（資料性附錄）不同應用情景的調查范圍	21
附錄B（資料性附錄）地下水環境背景值統計表征工作資料. 22
附錄C（資料性附錄）地下水環境背景值調查測試指標	23
附錄D（資料性附錄）水文地質分區方法	26
附錄E（資料性附錄）t 分布表	27
附錄F（資料性附錄）Grubbs 檢驗法臨界值表	28
附錄G（資料性附錄）背景值統計圖表繪制方法	30
附錄 H（規范性附錄）地下水環境背景值統計表征技術報告大綱. 32

第一章 總 則

1.1	編制目的
為貫徹落實《地下水管理條例》，規范地下水環境背景值的統計與表征，制定本指南。
1.2	適用范圍
本指南規定了地下水環境背景值統計表征的數據獲取、樣品采集與測試、數據處理與分析，以及統計與表征等技術要求。
本指南適用于地下水超標成因判定等需開展地下水環境背景值統計表征工作的情形。
1.3	規范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本指南必不可少的條款。其中，注明日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本指南；未注日期的引用文件，其最新版本適用于本指南。
GB/T 4882        數據的統計處理和解釋 正態性檢驗
GB/T 4883     數據的統計處理和解釋 正態樣本離群值的判斷和處理
GB/T 14848      地下水質量標準
HJ 164	地下水環境監測技術規范
NY/T 1121.16	土壤檢測 第 16 部分：土壤水溶性鹽總量的測定
1.4	術語和定義
下列術語和定義適用于本指南。
（1）	） 地下水天然化學組分 natural chemical composition of groundwater
 
天然狀態下地下水中可能存在的化學組分，按照分布情況和含量可分為宏量組分、微量組分和痕量組分。
（2）	宏量組分 major element
在地下水中分布較廣，含量較高（一般大于 5 mg/L）的天然化學組分，包括鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、氯離子、硫酸根、重碳酸根、碳酸根等，決定地下水的化學類型。
（3）	微量組分 minor element
在地下水中較為常見，含量通常低于宏量組分（一般在 0.1-5 mg/L 之間）的天然化學組分。
（4）	痕量組分 trace element
在地下水中不常見、分布局限，含量較低（一般在 0.1 mg/L 以下）的天然化學組分。
（5）	綜合指標 aggregative indicator
反映地下水的綜合性質的指標，本指南包括地下水的 pH 值、溶解性總固體、總硬度和耗氧量四項綜合指標。
（6）	地下水環境背景值 groundwater environmental background values
在一定時間范圍內，不受人類活動影響或受人類活動影響較小的地下水天然化學組分和綜合指標含量。
（7）	異常值 outlier
樣本中偏離其他觀測值較遠，可能來自不同的總體或受到特殊作用影響的觀測值。
（8）	水文地質分區 hydrogeologic zonation
 
根據各種水文地質要素或參數的時空差異性，將研究區人為劃分為若干區域的做法及劃分結果。
（9）	統計單元 statistic unit
用于統計地下水環境背景值的樣本集所分布的地理區域。
（10）	背景值下限 lower limit of background values
一個統計單元內地下水某組分環境背景值的最低值。
（11）	背景值上限 upper limit of background values
一個統計單元內地下水某組分環境背景值的最高值。
1.5	指導原則
（1）	針對性原則：針對不同應用情景地下水環境背景值確定的需求，制訂針對性的調查范圍，為地下水環境管理提供依據。
（2）	規范性原則：采用程序化、系統化的方法規范地下水環境背景值的統計與表征，保證背景值表征結果的可靠性與穩定性。
（3）	可行性原則：背景值統計表征的數據獲取上充分利用歷史數據，保證工作的經濟可行性；同時給出合理的異常數據剔除、數據統計與表征技術方法，保證工作的技術可行性。

第二章 工作內容和流程

2.1	工作內容
2.1.1	數據獲取
根據確定的調查范圍和目標含水層，收集整理相關數據資料， 篩選可用的地下水歷史水化學數據，確定需要開展背景值統計表征的指標。根據調查范圍的水文地質條件劃分水文地質分區，初步劃分統計單元。確定每個統計單元的布點密度和最小樣本量，核實歷史水化學數據的樣本密度和樣本量是否滿足要求。
2.1.2	樣品采集與測試
當歷史水化學數據的樣本密度或樣本量不滿足要求時，需布設采樣點，進行地下水和土壤樣品采集與測試。
2.1.3	數據處理與分析
對每個統計單元的背景值數據進行正態性檢驗。對不符合正態分布的數據進行正態轉換后，采用統計學方法進行異常值識別和剔除，并分析說明數據異常的原因。
2.1.4	統計與表征
根據各背景值指標的分布情況，分析統計單元劃分的合理性， 對不合理的統計單元進行調整。對調整后各統計單元內的背景值數據進行統計。繪制用于表征地下水環境背景值的圖件和表格。分析調查范圍內的背景值成因，并編制地下水環境背景值統計表征技術報告。
2.2	工作流程
地下水環境背景值統計表征的工作流程見圖 1。

圖 1	地下水環境背景值統計表征工作流程

第三章 數據獲取

3.1	調查范圍和目標含水層確定
調查范圍和目標含水層根據地下水環境背景值統計表征工作的 需要確定。最小調查范圍為最小水文地質分區或集中式地下水型飲 用水水源保護區及補給區。不同應用情景的最小調查范圍見附錄 A。目標含水層根據考核點位監測層位、飲用水源開采層位，以及其他 工作需要確定。
3.2	數據收集與整理
收集整理地下水環境背景值統計表征所需資料，主要包括調查范圍的區域地質、水文地質資料和水質檢測報告，以及污染源分布情況等信息，具體見附錄 B。
3.3	歷史水化學數據篩選
對收集到的所有年份的歷史水化學數據進行綜合分析，剔除以下數據：
3.3.1	層位不詳的樣品數據
監測目標層位不詳的樣品數據應全部剔除。
3.3.2	受人為污染的樣品數據
通過污染源識別及特征污染物分析，可明確判定為受人為污染的樣品數據應全部剔除。
3.3.3	宏量組分含量顯著異常或測試不全的數據
宏量組分含量顯著異常，判定屬于不同的水化學類型的數據應剔除。對于宏量組分（碳酸根除外）測試不全的樣品，應剔除全部
 
宏量組分數據，但微量組分和痕量組分數據可保留，用于背景值統計表征。
3.3.4	陰陽離子不平衡的數據
對于陰陽離子物質的量濃度總和大于 5 mmol/L 且陰陽離子電荷不平衡（>10%），或陰陽離子物質的量濃度總和小于等于 5 mmol/L 且陰陽離子電荷不平衡（>15%）的樣品，應判定為異常，剔除全部宏量組分數據，但微量組分和痕量組分數據可保留，用于背景值統計表征。
3.3.5	測試結果不可靠的數據
原則上，所有歷史水化學數據均應按照附錄 C 推薦方法檢測， 滿足其目標檢出限要求，并具備加蓋 CMA 專用章或實驗室檢測專用章的檢測報告。如歷史水化學數據無加蓋 CMA 專用章或實驗室檢測專用章的檢測報告，應對其采樣時間、地點、采樣方法、測試方法， 以及數據的真實性和可靠性進行綜合分析。經分析判定數據真實可 靠的，可作為背景值數據使用，并編制可靠性說明。測試結果不可 靠的數據應剔除。
3.4	背景值指標選取
地下水環境背景值統計表征的指標應包括地下水宏量組分和綜合指標，以及本區域可能存在的高背景微量組分、痕量組分（附錄 C）。對于可支撐地下水環境背景值成因分析的土壤和巖石相關指標，也應進行調查。
3.5	水文地質分區劃分
基于調查范圍內的地質構造、地層分布、地下水補徑排條件等，
 
劃分水文地質分區。水文地質分區可參照自然資源部門的地下水資源分區成果確定，也可依據附錄 D 的原則從大到小逐級劃分。最小水文地質分區應劃分至五級或六級。
3.6	統計單元初步劃分
首先將最小水文地質分區或集中式地下水型飲用水水源保護區及補給區作為一個統計單元，然后分析該統計單元內的地下水水化學特征。當統計單元內部不同區域地下水水化學特征存在明顯差異時，應進一步劃分統計單元。劃分時應綜合考慮水化學特征和其他信息，以同一統計單元內的地下水水化學特征相近、含水層組成相似、地下水徑流條件無較大變化為原則。
統計單元劃分前，應準備以下基礎資料：
（1）	水化學類型分布圖（繪圖使用的數據點密度不低于１個/100 km2）；
（2）	溶解性總固體濃度等值線圖（繪圖使用的數據點密度不低于１個/100 km2）；
（3）	含水層、地下水徑流條件的突變帶，如山前沖洪積扇前緣、不同沖洪積扇交界帶、地下水降落漏斗范圍等。
劃分統計單元時，先將水化學類型和溶解性總固體濃度相近的區域劃分為同一個統計單元，再結合含水層、地下水徑流條件的突變帶等進行調整。
3.7	布點密度和最小樣本量確定
3.7.1	總體原則
將歷史水化學數據樣本的空間位置與統計單元分布進行疊加，
 
核實每個統計單元內的樣本密度和樣本量是否滿足 3.7.2 布點密度和
3.7.3 最小樣本量的要求。如不滿足，則應補充設置采樣點位，開展樣品采集測試。
3.7.2	布點密度要求
布點密度應根據工作需要確定。為保證地下水環境背景值的空間精度，每個統計單元的最小樣本密度根據全國不同區域已完成的水文地質調查工作精度確定，具體見表 1。未開展水文地質調查的區域、承壓含水層以及沼澤平原、沙漠巖漠、高山峽谷、高原多年凍土區等特殊地區的最小樣本密度可按照 1:25 萬比例尺的工作精度確定。
表 1 背景值調查最小樣本密度（個/100km2）

調查精度
地區類別	
1:5 萬及以上	
1:10 萬	
1:20 萬	
1:25 萬

平原地區	簡單地區	8	6	4	2
	中等地區	12	10	8	5
	復雜地區	16	12	9	7

干旱內陸盆地區	山區	簡單	4	3	2	1
		復雜	7	6	4	3
	戈壁平原	簡單	4	3	2	1
		復雜	7	6	4	3
	細土平原	簡單	7	6	4	3
		復雜	12	10	7	5

黃土地區	黃土丘陵	10	8	7	5
	黃土塬區	13	11	9	7
	河谷平原	14	12	10	8

濱海地區	濱海平原	10	8	7	5
	丘陵臺地	8	7	5	3
	島	嶼	7	5	3	1

丘陵山地區	河谷平原	10	8	7	5
	簡單山區	7	5	4	3
	復雜山區	4	3	2	1

巖溶地區	裸 露 區	10	8	7	5
	覆 蓋 區	7	5	3	1
	埋 藏 區	5	4	3	1
 
應在滿足最小樣本密度基礎上，預留出數據處理過程中可能剔 除的樣本數，同時結合準確刻畫地下水環境背景值空間分布的需要， 確定地下水樣品的布點密度。布點時根據地下水樣品布點密度計算 地下水采樣點平均間距，并結合地下水的分布適當調整。對于已有 點位密度過大的區域，可選取部分代表性點位，使采樣點整體上相 對均勻分布。
3.7.3	統計單元最小樣本量
單個統計單元的樣本量應不少于 6 個，并滿足按公式（1）確定的最小樣本量要求：
t 2C 2
N ?	v 
m2	（1）
式中：
N—樣本量，個；
t—選定置信水平（一般選定為 95%）和自由度（df = N-2）時的
t 值，見附錄 E；
Cv—樣本數據集的變異系數，即樣本標準差（離均差平方的均值） 與樣本均值的比值。當涉及多個指標時，可按溶解性總固體的變異 系數作為數據集的變異系數；
m—允許誤差，承壓水樣品數據的允許誤差在 30%以內，潛水地下水樣品數據的允許誤差在 20%以內。

第四章 樣品采集與測試

當單個統計單元的樣本密度或樣本量不滿足地下水背景值統計表征要求時，應補充設置采樣點，開展地下水樣品的采集與測試。同時根據需要補充土壤和巖石樣品測試。
4.1	采樣點布設
4.1.1	布點位置
新增采樣點應根據地下水補給、徑流、排泄分帶規律，沿地下水徑流方向和水化學分帶規律布設，并避開以下因素的影響：
（1）	污染源（羽）
布點位置應避開地下水污染源（羽）。當布點位置周圍存在在產企業或歷史遺留污染場地時，應根據污染狀況調查報告，或結合污染源存在歷史、特征污染物性質、水力梯度、含水層滲透性、埋深和厚度等，判斷其地下水污染羽范圍，選擇在地下水污染羽的外圍布設采樣點。
（2）	強烈人為擾動
對因地下水超采、地下工程疏干排水、地下水回補等引起地下水水化學特征變化的區域，可根據已有數據分析地下水受影響的空間范圍和層位，采樣點布設宜避開上述范圍和層位。
（3）	受污染地表水
布點位置應避開地下水和地表水相互轉化較為強烈，且地表水已受污染的區域。
4.1.2	采樣層位
 
若新增采樣點為已有取水井或監測井，應了解井孔深度和濾水 管位置。新增采樣點監測的含水層層位應與擬調查的目標層位一致。
4.1.3	采樣頻次
若歷史數據表明，地區地下水化學組分含量季節差異顯著，應分別采集豐、平、枯水期或豐、枯水期的樣品。其他地區可采集 1-2 次樣品。
4.2	建井采樣與測試
4.2.1	建井要求
若在布點位置附近無滿足要求的取水井或監測井，應新建地下水監測井，監測井的建設方法參照 HJ 164。
4.2.2	地下水樣品采集要求
地下水樣品采集、保存與流轉、分析測試、質量控制等內容應符合 HJ 164 的規定。
4.2.3	巖芯樣品采集要求
在新建監測井過程中，根據需要采集巖芯（包括土壤或巖石） 樣品用于相關組分含量測試，采樣過程中應避免巖芯樣品受到污染。
4.2.4	測試要求
地下水樣品測試指標分為現場測試指標、宏量組分、綜合指標、微量組分和痕量組分等，測試方法見附錄 C。
巖芯樣品測試指標為巖芯樣品中可能影響地下水環境背景值的水溶性組分和相關活性礦物組分含量，測試方法可參照 NY/T 1121.16 等。

第五章 數據處理與分析

5.1	數據處理
首先對每個統計單元的背景值數據進行正態性檢驗。正態性檢 驗參照 GB/T 4882 執行，具體包括 Shapiro-Wilk 法和 Epps- Pulley 法等。經檢驗不符合正態分布的數據，可通過 Box-Cox 變換、對數變換、平方根變換、倒數變換或平方根反正弦變換等方式進行正態轉 換。經檢驗或轉換后符合正態分布的數據可進行異常值識別與剔除。
當同一個點位的數據涉及不同年份，或豐、平、枯水期等多個數據時，取其中位數作為一個數據進行處理、統計和表征。
5.2	異常值識別與剔除
5.2.1	宏量組分和綜合指標
每個統計單元的宏量組分和綜合指標數據首先采用Piper 三線圖法進行異常值識別和剔除，再根據剩余樣本數量大小，采用 Grubbs 檢驗法（樣本數量≤100 個時）或均值加減三倍標準差法（樣本數量>100 個時）進行異常值的識別和剔除。
采用 Piper 三線圖法進行異常值識別時，當某個樣品的單個或多個宏量組分的數據被識別為異常值時，該樣品的所有宏量組分和綜合指標數據均應被視作異常值加以剔除；其微量組分和痕量組分數據可結合數值大小和污染源識別結果判斷是否受到人為活動影響， 決定是否保留并參與數據統計。
Piper 三線圖法、Grubbs 檢驗法和均值加減三倍標準差法的具體方法如下：
 
（1）	Piper 三線圖法
利用地下水中鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、氯離子、硫酸根、重碳酸根、碳酸根 8 項指標的濃度數據繪制各統計單元的 Piper 三線圖。當碳酸根未檢出時，其濃度以 0 計。
將 Piper 三線圖的菱形區域轉換為二維坐標。
Piper 三線圖二維坐標轉換公式見式（2）和式（3）：

x ? 1.125 ? (1? vmNa? K  ) ? 0.5 ? (1? vmHCO3 ?CO3  ) ? 0.5
?vmc	?vma	（2）
y ? 0.2165 ? (1? vmNa? K  ) ? 0.866 ? (1? vmHCO3 ?CO3   ) ? 0.866
?vmc	?vma	（3）
式中：
x—二維坐標的橫坐標值； y—二維坐標的縱坐標值； v—對應離子的電荷數；
mNa? K —鈉離子和鉀離子組分物質的量濃度之和，單位 mol/L；

mHCO ?CO
 
—重碳酸根和碳酸根組分物質的量濃度之和，單位

mol/L；
mc —各陽離子組分（鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子）物質的量濃度，單位 mol/L；
ma —各陰離子組分（氯離子、硫酸根、重碳酸根、碳酸根）物質的量濃度，單位 mol/L。
采用馬氏距離公式（4）計算各樣本數據點對應的 Da2，利用所有 Da2 的均值加減三倍標準差作為臨界距離（Di2），通過比較 Di2
 
與 Da2 的大小來判斷水化學異常，將 Da2 值超出 Di2 的樣本全部剔除。將剔除后的數據再重新計算 Da2，重復以上步驟，經過多次循環計算，直到所剩樣本的 Da2 均小于臨界距離 Di2，即完成異常值識別。

Da2 ? (X ? X )S ?1(X ? X )T	（4）
式中：
Da —馬氏距離；
X —數組的坐標值；
X —數組坐標值的均值；
S ?1 —協方差逆矩陣；
T—矩陣轉置。
（2）	Grubbs 檢驗法（樣本數量≤100 個）
參考 GB/T 4883，采用 Grubbs 檢驗法剔除異常值時取顯著性水平 α=0.05。統計量 G 的計算見公式（5），若統計量 G 的計算值大于 Grubbs 檢驗法臨界值表（附錄 F）中顯著性水平 α 下的臨界值， 將 Xd 視為異常值剔除，利用剔除異常值之后的數據再次計算 G 值， 直到 G 值不大于臨界值，即完成異常值識別。
 
G ? X d ? X n
Sn	（5）
式中：
Xd  —待檢驗的可疑值；

Xn —根據包括可疑值在內的 n 個值的均值；
S n —根據包括可疑值在內的 n 個值的標準差。
（3）	均值加減三倍標準差法（樣本數量>100 個）
 
計算各水化學組分數據集的均值和標準差。檢查水化學組分測試值是否在均值加減三倍標準差所對應的上下限范圍內。若數據超出上下限范圍，則將該樣本標記為異常并從數據集中剔除，重新計算剩余樣本的均值和標準差，繼續循環剔除異常樣本，直至剩余樣本全部在均值加減三倍標準差范圍內為止。
5.2.2	微量組分
對于檢出率>75%的微量組分，將未檢出數據用 1/2 檢出限替代后，根據其樣本數量大小，采用 Grubbs 檢驗法（樣本數量≤100 個） 或均值加減三倍標準差法（樣本數量>100 個）進行異常值的識別和剔除。
對于檢出率≤75%的微量組分，按痕量組分的異常值識別方法處理。
當硝酸鹽受農業活動等影響呈現面源污染特征，常規方法無法識別出異常值時，可將硝酸鹽（以N 計）濃度>10 mg/L 的數據直接視為異常數據并剔除。
5.2.3	痕量組分
對于檢出率≥25%的痕量組分，選取統計單元內該組分所有檢出的數據，根據其樣本數量大小，采用 Grubbs 檢驗法（樣本數量≤100 個），或均值加減三倍標準差法（樣本數量>100 個）進行異常值的識別和剔除。
對于檢出率<25%的痕量組分，將檢出數據均視為異常值，檢出限作為該組分的背景值上限。
5.3	異常數據分析
 
應對識別后剔除的異常數據逐一核查并分析異常原因。異常數據核查主要考慮以下方面：（1）采樣井建設是否規范，以及樣品采集、保存、運輸、測試過程是否規范；（2）采樣井所在位置是否存在局部地質、水文地質異常；（3）采樣井周邊是否存在潛在污染源。
對小范圍的地下水水化學特征異常區（明顯與其他統計單元不一致），應單獨圈出，不納入統計單元。

第六章 統計與表征

6.1	統計單元調整
完成異常值識別和剔除后，將統計單元分區圖與各指標的分布等值線圖疊加。當一個統計單元邊界附近樣本的水化學特征與相鄰單元相近，而與本單元內其他樣本差別較大時，則應調整統計單元邊界并將上述樣本歸入相鄰統計單元進行統計。調整后應核實剩余樣本是否滿足布點密度和最小樣本量要求，當不滿足要求時，應針對性補充開展樣品采集和測試。
6.2	背景值統計
統計調整后各統計單元內各組分數據的最小值、最大值、5%分位數、95%分位數和中位數，作為表征地下水環境背景值的數據基礎。
6.3	背景值表征
繪制用于表征地下水環境背景值的圖件和表格，并給予必要的說明。具體包括：
（1）	統計單元分布圖。使用不同顏色和編號表達統計單元，并用不同顏色標注背景點和異常點。
（2）	各背景值指標濃度頻率分布圖。包括分布頻率圖和累計頻率圖。
（3）	背景值統計表。內容包括每個統計單元的名稱、編號、指標名稱，以及每個指標的樣本量、最小值、最大值、5%分位數、95% 分位數和中位數（格式見附錄 G）。對于 pH 值指標，以 95%分位數為其背景值上限，5%分位數為其背景值下限。對于其他指標，以 95%
 
分位數作為其背景值上限。
（4）	水化學圖件?；诒尘爸禂祿?，繪制調查范圍內的地下水水化學類型圖、溶解性總固體分布等值線圖，以及各主要背景值指標的分布等值線圖（格式見附錄 G）。
6.4	背景值成因分析
根據新繪制的水化學圖件和表格，總結調查范圍內地下水環境背景值指標含量分布規律，并結合調查范圍內區域地質（地層與構造）、水文地質條件，分析各組分可能的來源，識別人為污染輸入或開發利用引起的地下水化學場及水動力場變化對背景值指標含量分布的影響，分析背景值成因和計算結果的合理性。
6.5	技術報告編制
技術報告內容主要包括項目概況、調查范圍概況、數據獲取、樣品采集與測試、數據處理與分析，最終得出統計單元劃分情況和各統計單元的各指標環境背景值統計圖表，并對背景值成因進行分析。技術報告大綱見附錄 H。
6.6	背景值應用
6.6.1	應用情景
地下水環境背景值可用于以下情景：
（1）	地下水型飲用水水源、國家地下水環境質量考核點位或地下水污染源所在區域地下水超標成因分析判定；
（2）	地下水污染修復目標值的合理確定；
（3）	地下水環境管理需要的其他情景。
當調查范圍內無任何歷史遺留污染地塊或在產企業等污染源， 或當有證據表明人為因素導致地下水超標時，則無需開展超標成因
 
判定的地下水環境背景值統計表征工作。
6.6.2	應用方法
（1）	超標成因分析：當某個統計單元內的地下水 pH 值在其背景值上下限范圍內，或其他超標指標數值不高于其背景值上限時， 可判定水質超標是受地質背景影響；反之可判定受人為因素影響。
（2）	地下水污染修復目標值確定：若通過風險評估等方式確定的地下水修復目標值低于區域地下水環境背景值上限，則可將該上限值作為修復目標值。
 
附錄 A
（資料性附錄）
不同應用情景的調查范圍
調查范圍建議按省級或地市級行政區域連片開展，也可針對不同應用情景，確定其最小調查范圍如下。
A.1	集中式地下水型飲用水水源的環境背景值最小調查范圍

最小調查范圍為集中式地下水型飲用水水源保護區及補給區。

A.2	污染源地下水環境背景值最小調查范圍

最小調查范圍為污染源所在的五級或六級水文地質分區。當分區內有明顯水文地質條件差異時，可適當縮小調查范圍。當污染源跨多個水文地質單元時，對污染源所在的多個水文地質單元開展調查。
A.3	國家地下水環境質量考核點位地下水環境背景值最小調查范圍

區域考核點位地下水環境背景值最小調查范圍為所在的五級或六級水文地質分區，當分區內有明顯水文地質條件差異時，可適當縮小調查范圍。
飲用水源點位地下水環境背景值最小調查范圍參考 A.1。

重點污染區域風險監控點位地下水環境背景值最小調查范圍參考 A.2。
 
附錄 B
（資料性附錄）
地下水環境背景值統計表征工作資料

表 B.1 地下水環境背景值統計表征工作資料收集信息表

資料
類別	
主要目的	
主要內容

區域地質、水文地質資料及水質檢測報告	
①劃分水文地質分區；
②明確調查含水層的深度和巖土礦物成分；
③指導樣 品采集方 案的制定；
④明確背景值調查指標；
⑤輔助進行統計單元的初步劃分；
⑥支撐地 下水環境 背景值統 計與表征。	國家地下水監測工程的水質檢測報告；
區域地質、水文地質、地下水資源及相關環境問題調查與評價報告、相關圖件和水質檢測報告；
區域地下水污染調查與評價報告、相關圖件和水質檢測報告； 區域地下水地質環境監測報告、相關圖件和水質檢測報告； 區域地下水資源評價與監測報告、相關圖件和水質檢測報告； 其他相關區域水文地質調查研究成果和水質檢測報告；
調查范圍內地下水型飲用水水源日常監測成果報告；
調查范圍內水源保護區劃分報告、相關圖件和水質檢測報告；
調查范圍內地下水環境狀況調查評價報告、相關圖件和水質檢測報告；
調查范圍內重點項目環境影響評價地下水專項評價報告；
調查范圍內重點監管企業土壤與地下水環境自行監測、建設項目環境影響評價要求的地下水日常監測、地下水環境監督性監測、重點行業企業土壤污染狀況調查等的水質檢測報告；
調查范圍內相關地下水污染風險管控或修復報告；
區域水資源開發利用規劃、水資源調查評價報告、相關圖件和水質檢測報告；
區域水資源開發利用年報表；
調查范圍內水源地供水勘查、建設項目、水源地取水水資源論證報告和水質檢測報告；
調查范圍內重點建設項目水資源論證報告；
調查范圍內其他相關地下水資源調查研究成果和水質檢測報告； 調查范圍內相關研究論文和專著。
污染源分布情況	指導樣品采集方案的制定。	調查范圍內地下水環境狀況調查評價報告； 調查范圍內歷史環境統計數據；
調查范圍內第二次污染源普查數據；
調查范圍內歷史遙感影像資料。
 
附錄 C
（資料性附錄）
地下水環境背景值調查測試指標

表 C.1 地下水環境背景值調查測試指標一覽表

序號	
分類	
指標	
推薦測試方法 1	目標 檢出限
（mg/L）	
備注 2
1

現場測試指標	水溫（℃）	溫度計法（GB/T 13195）	0.5	選測

2		pH 值	
玻璃電極法（現場和實驗室均需檢測）	0.1（無量
綱）	
必測
3		電導率（μs/cm）	電導儀法（SL 78）	/	必測

4		氧化還原電位
（mV）	電位法（SL 94）	
/	
必測
5		溶解氧	電化學探頭法（HJ 506）	/	選測
6		渾濁度（NTU）	散射法、比濁法、電探頭法	0.5	選測

宏量組分	重碳酸根
（HCO －）
3	滴定法（DZ/T 0064.49）	
3	
必測
8		2-
碳酸根（CO3 ）	滴定法（DZ/T 0064.49）	3	必測

9		硫酸根（SO 2-）
4	硫酸鋇重量法、離子色譜法、EDTA 滴定法、
硫酸鋇比濁法	
2	
必測
10		氯化物（Cl－）	離子色譜、硝酸銀滴定法	2	必測

11		
鉀	離子色譜、電感耦合等離子體發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法和原子吸收光譜法	
0.1	
必測

12		
鈉	離子色譜、電感耦合等離子體發射光譜法、
電感耦合等離子體質譜法和原子吸收光譜法	
1	
必測

13		
鈣	離子色譜、電感耦合等離子體發射光譜法、
電感耦合等離子體質譜法和原子吸收光譜法	
3	
必測

14		
鎂	離子色譜、電感耦合等離子體發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法和原子吸收光譜法	
3	
必測
15	
綜合指標	溶解性總固體	105℃干燥重量法、180℃干燥重量法	4	必測

16		
總硬度	EDTA 滴定、電感耦合等離子體原子發射光譜、電感耦合等離子體質譜法	
20	
必測
17		耗氧量	酸性高錳酸鹽法、堿性高錳酸鹽法	0.5	必測
18	
微量和痕量組分	硝酸鹽（以N 計）	離子色譜、紫外分光光度法	0.2	必測
19		氨氮（以N 計）	離子色譜、分光光度法	0.02	選測
20		亞硝酸鹽（以 N 計）	分光光度法	0.004	選測
21		氟化物（F－）	離子色譜、離子選擇電極、分光光度法	0.1	選測

序號	
分類	
指標	
推薦測試方法 1	目標 檢出限
（mg/L）	
備注 2

22		碘化物（I－）	分光光度法、電感耦合等離子體質譜法、離子色譜法	
0.01	
選測

23		
鐵	電感耦合等離子體原子發射光譜、原子吸收
光譜、分光光度法	
0.05	
選測

24		
錳	電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦
合等離子體質譜法、原子吸收光譜法	
0.01	
選測
25		砷	原子熒光光譜、電感耦合等離子體質譜法	0.001	選測
26		鉻（六價）	電感耦合等離子體質譜、分光光度法	0.004	選測

27		
鎘	電感耦合等離子體質譜、石墨爐原子吸收光
譜法	
0.0002	
選測
28		鉛	電感耦合等離子體質譜法	0.002	選測
29		汞	原子熒光光譜、冷原子吸收光譜法	0.0001	選測
30		鈹	電感耦合等離子體質譜法	0.0001	選測

31		
鋁	電感耦合等離子體原子發射光譜、電感耦合
等離子體質譜法	
0.01	
選測
32		偏硅酸（H2SiO3）	硅鉬藍光譜法（GB 8538）	0.1	選測
33		硫化物	碘量法、分光光度法	0.02	選測
34		溴	離子色譜法（HJ 84）	0.01	選測
35		鋇	電感耦合等離子體質譜法	0.001	選測
36		鉬	電感耦合等離子體質譜法	0.0005	選測
37		鎳	電感耦合等離子體質譜法	0.002	選測
38		硼	電感耦合等離子體質譜、分光光度法	0.02	選測
39		銻	原子熒光光譜、電感耦合等離子體質譜法	0.0001	選測

40		
銀	電感耦合等離子體質譜、石墨爐原子吸收光
譜法	
0.001	
選測
41		鉈	電感耦合等離子體質譜法	0.0001	選測
42		鋅	電感耦合等離子體質譜、原子吸收光譜法	0.001	選測
43		銅	電感耦合等離子體質譜、原子吸收光譜法	0.003	選測
44		硒	原子熒光光譜、電感耦合等離子體質譜法	0.0002	選測
注：
1.	除單獨標注外，測試方法均采用 GB/T 14848 附錄 B 中的推薦方法。
2.	選測指標根據調查范圍可能存在的地下水高背景值組分確定。除表中測試方法外，也可以使用其他能夠滿足檢出限的標準測試方法。

表 C.2 我國主要高背景值地下水組分的分布及成因

指標	分布區域	成因

砷

河套平原、銀川平原、松嫩平原、華北平原、淮河流域平原、大同盆地、江漢
—洞庭湖平原、四川盆地等。	高砷地下水常賦存于富含有機質的沖—湖積含水層中，區域地勢低洼平坦，地下水徑流滯緩，水環境呈弱堿且常為強還原環境， 周圍有富砷地層。富砷地熱水也可能形成高砷地下水。

氟	
松嫩平原、下遼河平原、華北平原、淮河流域平原、珠江三角洲、大同盆地、運城盆地、太原盆地、臨汾盆地、忻州盆地、河套平原、鄂爾多斯盆地、銀川平原、河西走廊、柴達木盆地、準噶爾盆地和塔里木盆地等。

地下水中氟化物主要來自地層中氟化礦物的溶解和吸附態氟的釋放，地下水中氟化物濃度沿地下水流向通常會增加。另外，地下熱水也易形成高氟地下水。

碘	
黃淮海平原、干旱內陸盆地、珠江三角洲等沿海地區，其中黃淮海平原是高碘地下水的主要分布區。	蒸發和溶濾作用是高碘地下水的主要成因， 高碘地下水一般分布在地勢低洼、地層富碘的地區。同時，海水入侵也可能形成高碘地下水。

鐵/錳	三江平原、松嫩平原、下遼河平原、華北平原、太原盆地、江漢—洞庭湖平原、長江三角洲、珠江三角洲、四川盆地、河套平原、銀川平原、河西走廊等地。	富含有機質的沖—湖積含水層中，區域地勢低洼平坦、地下水徑流滯緩及還原環境，導致含水層沉積物中鐵錳氧化物發生還原性溶解。

鉻	黃土高原、運城盆地、馬蓮河流域、河北平原等。	氧化弱堿條件下，含水層中含鉻礦物氧化釋放。
溶解性總固體/氯化物/
硫酸根/鈉
/總硬度	
大部分地下水徑流區和排泄區地下水溶解性總固體濃度高，特別是干旱—半干旱盆地、黃土高原、珠江三角洲、咸水含水層、海水入侵區等。

蒸發濃縮、溶濾、海水入侵和地熱水等多種因素會導致這些組分升高。

氨氮	三江平原、松嫩平原、下遼河平原、江漢—洞庭湖平原、河套平原、銀川平原、珠江三角洲、關中平原等地。	
富含有機質的含水層中，含氮有機質在微生物降解下產生氨氮。
pH 值	華東、華中、華南和西南地區等。	我國南方土壤偏酸性。
注：表中高背景組分的分布供參考，未涵蓋所有地區高背景情況，實際工作中需結合各地地下水環境背景值統計與表征工作，以及水文地質、地球化學、地下水調查等工作分析確定。
 
附錄 D
（資料性附錄） 水文地質分區方法

D.1	一級水文地質分區

一級水文地質分區原則上與水資源一級區和大型內流盆地保持一致，東南諸河流域與珠江流域合并為一級區。
D.2	二級水文地質分區

二級及以下水文地質分區劃分應兼顧不同尺度流域和區域水文地質特征。北方多以地下水集水盆地為單元劃分，再將周邊山丘集水區和地下水盆地平原匯流區劃分為次級分區；山丘集水區主要依據次級流域進一步劃分，地下水盆地平原匯流區主要依據第四系含水層水文地質特征兼顧流域分區進一步劃分；南方多以不同級次的流域特征為依據逐級劃分。
D.3	三級水文地質分區

基巖山區在較大流域分級的基礎上，以含水巖組類型（碳酸鹽巖類、碎屑巖類、巖漿巖與變質巖類等）進一步劃分，突出大型巖溶泉域、地下河系統和大型碎屑巖地下水系統。應注意判斷地表水分水嶺與地下水分水嶺一致性，以地表水集水區和地下水分布區的外包線作為該分區的邊界。
D.4	四級水文地質分區

對于山區面積較大的山間盆地、大型洼地或大型河谷參照地下水集水盆地劃分，對于平原區面積較大的山丘區可參考D.3 具體要求劃分次級分區。
D.5	五級及以下水文地質分區

根據縣級行政邊界與溶解性總固體界限進一步劃分五級水文地質分區?？山Y合水文地質條件及行政邊界等因素，進一步劃分為次一級的水文地質分區。
 
附錄 E
（資料性附錄）
t 分布表

df	置信水平（1?α）%/雙側
	50	60	70	80	90	95	98	99	99.5
1	1.000	1.376	1.963	3.078	6.314	12.706	31.821	63.657	127.321
2	0.816	1.061	1.386	1.886	2.920	4.303	6.965	9.925	14.089
3	0.765	0.978	1.250	1.638	2.353	3.182	4.541	5.841	7.453
4	0.741	0.941	1.190	1.533	2.132	2.776	3.747	4.604	5.598
5	0.727	0.920	1.156	1.476	2.015	2.571	3.365	4.032	4.773
6	0.718	0.906	1.134	1.440	1.943	2.447	3.143	3.707	4.317
7	0.711	0.896	1.119	1.415	1.895	2.365	2.998	3.499	4.029
8	0.706	0.889	1.108	1.397	1.860	2.306	2.896	3.355	3.833
9	0.703	0.883	1.100	1.383	1.833	2.262	2.821	3.250	3.690
10	0.700	0.879	1.093	1.372	1.812	2.228	2.764	3.169	3.581
11	0.697	0.876	1.088	1.363	1.796	2.201	2.718	3.106	3.497
12	0.695	0.873	1.083	1.356	1.782	2.179	2.681	3.055	3.428
13	0.694	0.870	1.079	1.350	1.771	2.160	2.650	3.012	3.372
14	0.692	0.868	1.076	1.345	1.761	2.145	2.624	2.977	3.326
15	0.691	0.866	1.074	1.341	1.753	2.131	2.602	2.947	3.286
16	0.690	0.865	1.071	1.337	1.746	2.120	2.583	2.921	3.252
17	0.689	0.863	1.069	1.333	1.740	2.110	2.567	2.898	3.222
18	0.688	0.862	1.067	1.330	1.734	2.101	2.552	2.878	3.197
19	0.688	0.861	1.066	1.328	1.729	2.093	2.539	2.861	3.174
20	0.687	0.860	1.064	1.325	1.725	2.086	2.528	2.845	3.153
21	0.686	0.859	1.063	1.323	1.721	2.080	2.518	2.831	3.135
22	0.686	0.858	1.061	1.321	1.717	2.074	2.508	2.819	3.119
23	0.685	0.858	1.060	1.319	1.714	2.069	2.500	2.807	3.104
24	0.685	0.857	1.059	1.318	1.711	2.064	2.492	2.797	3.091
25	0.684	0.856	1.058	1.316	1.708	2.060	2.485	2.787	3.078
26	0.684	0.856	1.058	1.315	1.706	2.056	2.479	2.779	3.067
27	0.684	0.855	1.057	1.314	1.703	2.052	2.473	2.771	3.057
28	0.683	0.855	1.056	1.313	1.701	2.048	2.467	2.763	3.047
29	0.683	0.854	1.055	1.311	1.699	2.045	2.462	2.756	3.038
30	0.683	0.854	1.055	1.310	1.697	2.042	2.457	2.750	3.030
40	0.681	0.851	1.050	1.303	1.684	2.021	2.423	2.704	2.971
50	0.679	0.849	1.047	1.299	1.676	2.009	2.403	2.678	2.937
60	0.679	0.848	1.045	1.296	1.671	2.000	2.390	2.660	2.915
80	0.678	0.846	1.043	1.292	1.664	1.990	2.374	2.639	2.887
100	0.677	0.845	1.042	1.290	1.660	1.984	2.364	2.626	2.871
120	0.677	0.845	1.041	1.289	1.658	1.980	2.358	2.617	2.860
∞	0.674	0.842	1.036	1.282	1.645	1.960	2.326	2.576	2.807
 
附錄 F
（資料性附錄）
Grubbs 檢驗法臨界值表

n	0.9	0.95	0.975	0.99	0.995	n	0.9	0.95	0.975	0.99	0.995
3	1.148	1.153	1.155	1.155	1.155	36	2.639	2.823	2.991	3.191	3.330
4	1.425	1.463	1.481	1.492	1.496	37	2.650	2.835	3.003	3.204	3.343
5	1.602	1.672	1.715	1.749	1.764	38	2.661	2.846	3.014	3.216	3.356
6	1.729	1.822	1.887	1.944	1.973	39	2.671	2.857	3.025	3.228	3.369
7	1.828	1.938	2.020	2.097	2.139	40	2.682	2.866	3.036	3.240	3.381
8	1.909	2.032	2.126	2.221	2.274	41	2.692	2.877	3.046	3.251	3.393
9	1.977	2.110	2.215	2.323	2.387	42	2.700	2.887	3.057	3.261	3.404
10	2.036	2.176	2.290	2.410	2.482	43	2.710	2.896	3.067	3.271	3.415
11	2.088	2.234	2.355	2.485	2.564	44	2.719	2.905	3.075	3.282	3.425
12	2.134	2.285	2.412	2.550	2.636	45	2.727	2.914	3.085	3.292	3.435
13	2.175	2.331	2.462	2.607	2.699	46	2.736	2.923	3.094	3.302	3.445
14	2.213	2.371	2.507	2.659	2.755	47	2.744	2.931	3.103	3.310	3.455
15	2.247	2.409	2.549	2.705	2.806	48	2.753	2.940	3.111	3.319	3.464
16	2.279	2.443	2.585	2.747	2.852	49	2.760	2.948	3.120	3.329	3.474
17	2.309	2.475	2.620	2.785	2.894	50	2.768	2.956	3.128	3.336	3.483
18	2.335	2.504	2.651	2.821	2.932	51	2.775	2.964	3.136	3.345	3.491
19	2.361	2.532	2.681	2.854	2.968	52	2.783	2.971	3.143	3.353	3.500
20	2.385	2.557	2.709	2.884	3.001	53	2.790	2.978	3.151	3.361	3.007
21	2.408	2.580	2.733	2.912	3.031	54	2.798	2.986	3.158	3.368	3.516
22	2.429	2.603	2.758	2.939	3.060	55	2.804	2.992	3.166	3.376	3.524
23	2.448	2.624	2.781	2.963	3.087	56	2.811	3.000	3.172	3.383	3.531
24	2.467	2.644	2.802	2.987	3.112	57	2.818	3.006	3.180	3.391	3.539
25	2.486	2.663	2.822	3.009	3.135	58	2.824	3.013	3.186	3.397	3.546
26	2.502	2.681	2.841	3.029	3.157	59	2.831	3.019	3.193	3.405	3.553
27	2.519	2.698	2.859	3.049	3.178	60	2.837	3.025	3.199	3.411	3.560
28	2.534	2.714	2.876	3.068	3.199	61	2.842	3.032	3.205	3.418	3.566
29	2.549	2.730	2.893	3.085	3.218	62	2.849	3.037	3.212	3.424	3.573
30	2.563	2.745	2.908	3.103	3.236	63	2.854	3.044	3.218	3.430	3.579
31	2.577	2.759	2.924	3.119	3.253	64	2.860	3.049	3.224	3.437	3.586
32	2.591	2.773	2.938	3.135	3.270	65	2.866	3.055	3.230	3.442	3.592
33	2.604	2.786	2.952	3.150	3.286	66	2.871	3.061	3.235	3.449	3.598
34	2.616	2.799	2.965	3.164	3.301	67	2.877	3.066	3.241	3.454	3.605
35	2.628	2.811	2.979	3.178	3.316	68	2.883	3.071	3.246	3.460	3.610

n	0.9	0.95	0.975	0.99	0.995	n	0.9	0.95	0.975	0.99	0.995
69	2.888	3.076	3.252	3.466	3.617	85	2.961	3.151	3.327	3.543	3.695
70	2.893	3.082	3.257	3.471	3.622	86	2.966	3.155	3.331	3.547	3.699
71	2.897	3.087	3.262	3.476	3.627	87	2.970	3.160	3.335	3.551	3.704
72	2.903	3.092	3.267	3.482	3.633	88	2.973	3.163	3.339	3.555	3.708
73	2.908	3.098	3.272	3.487	3.638	89	2.977	3.167	3.343	3.559	3.712
74	2.912	3.102	3.278	3.492	3.643	90	2.981	3.171	3.347	3.563	3.716
75	2.917	3.107	3.282	3.496	3.648	91	2.984	3.174	3.350	3.567	3.720
76	2.922	3.111	3.287	3.502	3.654	92	2.989	3.179	3.355	3.570	3.725
77	2.927	3.117	3.291	3.507	3.658	93	2.993	3.182	3.358	3.575	3.728
78	2.931	3.121	3.297	3.511	3.663	94	2.996	3.186	3.362	3.579	3.732
79	2.935	3.125	3.301	3.516	3.669	95	3.000	3.189	3.365	3.582	3.736
80	2.940	3.130	3.305	3.521	3.673	96	3.003	3.193	3.369	3.586	3.739
81	2.945	3.134	3.309	3.525	3.677	97	3.006	3.196	3.372	3.589	3.744
82	2.949	3.139	3.315	3.529	3.682	98	3.011	3.201	3.377	3.593	3.747
83	2.953	3.143	3.319	3.534	3.687	99	3.014	3.204	3.380	3.597	3.750
84	2.957	3.147	3.323	3.539	3.691	100	3.017	3.207	3.383	3.600	3.754

附錄 G
（資料性附錄）
背景值統計圖表繪制方法

制圖方法：
 
圖 G.1 濃度等值線圖示例
 
以已知數據點在平面上的分布為基礎，通過克里金插值算法，計算出調查區域空間平面上濃度值的面狀分布，然后通過相同值的連線，繪制等值線圖，一般將濃度值分為 4 個區間及以上。
 
表 G.1 地下水環境背景值統計表示例

統計單元名稱	
編號	
指標名稱	
樣本量	
最小值	
最大值	
5%分位數	
95%分位數	
中位數
								
								
 
附錄 H
（規范性附錄）
地下水環境背景值統計表征技術報告大綱

第一章 項目概況
1.1	工作目標
1.2	工作內容和流程
1.3	技術路線
第二章 調查范圍概況
2.1	自然地理與社會經濟
2.1.1	地形地貌
2.1.2	氣象水文
2.1.3	社會經濟
2.2	地質與水文地質概況
2.2.1	地質概況
2.2.2	水文地質概況
2.3	污染源情況
2.4	地下水水化學異常與質量狀況
2.4.1	地下水水化學異常和地方病分布
2.4.2	地下水質量狀況
第三章 數據獲取
3.1	歷史水化學數據篩選
3.1.1	數據來源
3.1.2	篩選結果
3.2	背景值指標選取
3.2.1	宏量組分和綜合指標
3.2.2	微量組分
3.2.3	痕量組分
3.2.4	關聯因子
3.3	水文地質分區劃分
3.4	統計單元初步劃分
3.5	布點密度和最小樣本量
第四章 樣品采集與測試
4.1	補充調查樣品采集方案
 
4.1.1	布點原則及依據
4.1.2	采樣點位分布
4.2	采樣井建設與樣品采集
4.2.1	采樣井建設及質量控制
4.2.2	樣品采集及質量控制
4.2.3	樣品保存與流轉
4.3	樣品測試與質量控制
4.3.1	檢測機構介紹及資質
4.3.2	樣品測試結果與方法
4.3.3	實驗室質量控制
4.4	測試結果分析
第五章 數據處理與分析
5.1	異常值識別
5.1.1	宏量組分和綜合指標
5.1.2	微量組分
5.1.3	痕量組分
5.2	異常數據分析
第六章 統計與表征
6.1	統計單元調整
6.2	地下水環境背景值統計
6.3	地下水環境背景值表征
6.4	地下水環境背景值成因分析
第七章 調查結論
7.1	調查工作總結
7.2	主要結論
7.3	調查建議
附件
1.	統計單元劃分圖
2.	背景值指標頻率分布圖
3.	水化學類型分布圖
4.	溶解性總固體及宏量組分濃度等值線圖
5.	巖性柱狀圖
6.	現場鉆探及采樣照片
7.	現場鉆探及采樣記錄表
8.	地下水水質監測報告與數據匯總表

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