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Chemische Kampfstoffe geächtet, aber nicht abgeschafft

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Köln, 11.12.2001: In den beiden Golfkriegen wurde zuletzt über chemische und biologische Kampfstoffe diskutiert, seither ist die öffentliche Diskussion bis zu den aktuellen Anthrax-Anschlägen in den USA weitgehend verstummt.

Wir möchten nachfolgend einen kurzen geschichtlichen Abriss der chemischen Kampfstofftypen geben, ihre Wirkungsweise erklären und die praktizierten Methoden des persönlichen Schutzes darstellen. Zusammen mit den atomaren und biologischen Waffen eröffnen wie biologische Waffen auch chemische Kampfstoffe neue Möglichkeiten des Terrorismus und der Kriegsführung, da ihre Wirkung über die physikalischen Folgen der herkömmlichen Waffen (Explosion, Feuer, mechanische Einwirkung von Geschossen) weit hinausgehen.

Geschichtliche Entwicklung
Bereits im Altertum und im Mittelalter machten Menschen von der giftigen Wirkung chemischer Stoffe Gebrauch. Man denke hier nur an die Technik, die Brunnen des Gegners zu vergiften. Der Einsatz solcher Methoden war jedoch verpönt und fand nur selten Anwendung. Bereits 1675 schlossen Frankreich und Deutschland einen Vertrag gegen einen etwaigen Giftkrieg. 1907 wurde in der Haager Landkriegsordnung ein Verbot der Anwendung von chemischen Kampfstoffen ausgesprochen.

Die rasante Entwicklung der chemischen Industrie im 19. Jahrhundert hatte dazu geführt, dass eine große Anzahl von chemischen Verbindungen entwickelt und produziert wurden, von denen einige aufgrund ihrer Toxizität als Kampfstoffe geeignet waren. So war es fast eine logische Konsequenz, dass man die giftigsten Vertreter wie Chlor, Phosgen und Blausäure im Ersten Weltkrieg als Kampfgase einsetzte. Chlor war bis dahin ein Abfallprodukt, für das die chemische Industrie keine Verwendungsmöglichkeit besaß. Da man jedoch beim Einsatz dieser gasförmigen Kampfstoffe immer darauf angewiesen war, dass der Wind in Richtung der gegnerischen Linien blies, - oft genug wurden auch eigene Soldaten vergiftet, wenn der Wind drehte - wurden sehr bald Kampfstoffe verwandt, die mit Hilfe von Granaten verschossen werden konnten und gegen die herkömmlichen Gasmasken keinen ausreichenden Schutz boten.

So wurde auf deutscher Seite erstmals der Hautkampfstoff Schwefel-Lost (S-Lost), auf alliierter Seite der Hautkampfstoff Lewisit eingesetzt. Insgesamt forderte der Einsatz von Giftgas im Ersten Weltkrieg etwa 100.000 Tote und 1,2 Millionen Verletzte.

Obwohl das Genfer Giftgasprotokoll von 1925 (100 Unterzeichner-staaten) den Einsatz von Chemiewaffen untersagte, wurde dennoch an der Entwicklung von neuen Giftgastypen gearbeitet. Dies geschah in dafür eingerichteten Forschungszentren, die sich von der Anzahl der beschäftigten Wissenschaftler durchaus mit den späteren Atombomben-Entwicklungszentren vergleichen lassen. Aus solchen Laboratorien stammen die berüchtigten Nervenkampfstoffe Tabun und Sarin (entwickelt bei IG Farben) und Soman.

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Am 20.3.1995 wurde ein Anschlag mit Sarin durch die Sekte Aum Shinrikyo in 16 Stationen der U-Bahn von Tokio durchgeführt, bei dem 10 Menschen starben und ca. 4500 verletzt wurden. Dass diese Kampfstoffe im Zweiten Weltkrieg nicht eingesetzt wurden, lag wohl daran, dass fast alle beteiligten Länder Chemiewaffen besaßen und die Erinnerung an den schrecklichen Folgen des Gaskrieges im Ersten Weltkrieg noch wach war. In deutschen Gaskammern dagegen wurden durch das Giftgas Zyklon B (Blausäure) Millionen von Unschuldigen umgebracht.

Im Kalten Krieg setzte bei den Chemiewaffen, wie auch bei konventionellen und atomaren Waffen ein Wettrüsten ein, der trotz des Abzugs amerikanischer C-Waffen aus Deutschland (1990) keine Ende fand, da die Verhandlungen der Supermächte über ein Verbot nicht zum Ergebnis kam. Eine neue Generation von chemischen Kampfstoffen entstand 1987, als in den USA die Serienproduktion von Binärkampfstoffen anlief.

Iran-Irak-Krieg
Spätestens im Iran-Irak-Krieg wurde deutlich, dass nicht nur die führenden Wirtschaftsnationen, sondern auch weniger entwickelte Länder im Besitz von C-Waffen, der „Atombombe des armen Mannes“ sind. Zehntausende von Zivilisten und iranischen Soldaten wurden von Saddam Husseins Waffen umgebracht.

Man schätzt, dass die USA im Besitz von 30.000 - 50.000 Tonnen chemischer Kampfstoffe sind, während man für die ehemalige UdSSR zwischen 50.000 und 200.000 Tonnen annimmt. Über die weltweiten Vorräte der Giftgas-Nationen lassen sich keine genauen Angaben machen.

Gruppen von Kampfstoffen:
  • Reizstoffe
  • Lungenkampfstoffe und Zellatmungsgifte
  • Hautkampfstoffe
  • Nervenkampfstoffe
  • Binärkampfstoffe
  • Chemische Kampfstoffe, die in das Ökosystem eingreifen.


Reizstoffe
Reizstoffe werden als Gase oder als feine Sprühnebel (Aerosole) eingesetzt. Sie wirken meist reizend auf die Schleimhäute, verursachen ein Anschwellen, sowie eine vermehrte Flüssigkeitsausscheidung und führen zur Kampfunfähigkeit. Bereits im Ersten Weltkrieg wurden zahllose Chemikalien mit augenreizender Wirkung eingesetzt. Hierzu zählen u.a. Brom- und Chloraceton, Bromessigester und Benzylbromid. Auf die Schleimhäute der Atemwege zielen arsenorganische Verbindungen ab, die einen starken Brechreiz verursachen. Diese Stoffe sind unter den Namen Clark 1 und Clark 2 seit Anfang des Jahrhunderts bekannt.

Die heute noch von Polizei und Bundeswehr verwendeten Tränengase CN und CS in hoher Konzentration zu bleibenden Augenschäden (Hornhauttrübung), in schweren Fällen sogar zum Verlust des Augenlichtes. Darüber hinaus sind Hautentzündungen und allergische Reaktionen möglich und es gibt Hinweise, dass CN auch eine krebserzeugende Wirkung besitzt.

Lungenkampfstoffe und Zellatmungsgifte
Zu den Lungenkampfstoffen zählt eine Reihe von chemischen Verbindungen, wie z.B. Chlor, Phosgen und Chlorpikrin. Ihre Einwirkung führt zu schwersten, meist irreparablen Schädigungen der Atemwege.. Beim Einatmen kommt es zur Bildung von Lungenödemen. Durch diese Wasseransammlung in den Lungenbläschen wird die Sauerstoffaufnahme des Gewebes verhindert, die zum Ersticken führen kann.
Zellatmungsgifte greifen gezielt in bestimmte Stoffwechselzyklen ein. Der wirksamste Vertreter dieser Gruppe ist Blausäuregas. Beim Einatmen dieses Giftes wird ein bestimmtes Enzym im Körper, die Cytochromoxidase blockiert, wodurch die Übertragung von Sauerstoff (O2) vom O2-Transportvehikel Hämoglobin in das Gewebe unterbunden wird. Der Tod tritt durch Lähmung des Atemzentrums ein.

Unter dem Namen Zyklon B wurden mit Blausäuregas in deutschen Konzentrationslagern Millionen Menschen umgebracht. Ähnlich wie Blausäuregas wirkt auch Kohlenmonoxid (CO). Im Krieg dürften solche Stoffe allerdings nicht eingesetzt werden, da es zu schwierig ist, im Gelände hohe lokale Konzentrationen zu erreichen.

Hautkampfstoffe
Hautkampfstoffe wurden im Ersten Weltkrieg (1917) von der deutschen Armee eingesetzt. Zu dieser Gruppe gehören neben den nach ihren Erfindern Lommel und Steinberg benannten Verbindungen S-Lost und N-Lost auch verschiedene organische Arsenverbindungen. Diese Stoffe stellten eine neue Art von Waffen dar, da der Eintritt in den menschlichen Organismus nicht über die Atemwege, sondern über die Haut erfolgt. Ein Schutz ist also nur durch Ganzkörperschutzanzüge, sowie durch eine restlose Beseitigung der Kampfstoffe nach einem Angriff (Dekontamination) zu erreichen. Im Ersten Weltkrieg wurden durch Hautkampfstoffe mehr Menschen verletzt, als durch alle anderen Chemiewaffen zusammen. Trotz der vorhandenen Gasmasken waren die Soldaten den Hautkampfstoffen hilflos ausgeliefert, da ihre Aufnahme über die Haut erfolgt.

S-Lost ist gut fettlöslich und dringt deshalb innerhalb weniger Minuten über die Haut in den Organismus ein. Nach wenigen Stunden treten erste schwere Hautentzündungen auf. Im weiteren Verlauf, für den es keine Therapie gibt, bleibt nur die Behandlungsmöglichkeit mit Hautsalben. Meist kommt es zu Schädigungen der Lunge, des Nerven- und des Herz-/Kreislaufsystems, die fast immer tödlich enden. Überlebende müssen Spätfolgen, wie Krebs und Veränderung des Erbgutes, sowie Leber-, Blut- und Nierenschäden rechnen. Die schweren Störungen des Organismus können auf molekularer Ebene durch Reaktionen des S-Lost mit Schwefel- und Stickstoffatomen von Proteinen (Eiweißen) und der DNS (Erbsubstanz) erklärt werden. Durch diese irreversiblen Reaktionen kommt der Stoffwechsel zum Erliegen.

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Nervenkampfstoffe
Bei Forschungsarbeiten während der dreißiger Jahre hatten Insektizidforscher entdeckt, dass organische Abkömmlinge der Phosphorsäure eine insektizide, also schädlingsbekämpfende Wirkung besitzen. Im Zuge dieser Arbeiten wurden auch Substanzen gefunden, die nicht nur für Insekten, sondern auch für Säugetiere eine hohe Toxizität aufwiesen. Daher lässt sich auch die hohe strukturelle Ähnlichkeit zwischen den Insektiziden Paraoxon (E 600), Parathion (E 605) und Malathion einerseits und den Nervengasen Tabun, Sarin, Soman und VX andererseits erklären.

Zwar besitzen auch Insektizide eine toxische Wirkung bei Warmblütern, doch liegen ihre LD50-Werte (Letale Dosis) deutlich höher als die der Nervenkampfstoffe. In der Strukturverwandtschaft von Nervengasen und Insektiziden liegt daher auch ein großes Problem: In normalen Produktionsanlagen für Insektizide können durch kleine Veränderungen und Verwendung anderer Ausgangsstoffe Nervenkampfstoffe hergestellt werden.

Die Toxizität der Nervengase ist so groß, dass selbst das Einatmen der Dämpfe zu schwersten Vergiftungen führt. Durch Aufnahme über die Haut, die Augen oder die Atemorgane gelangt der Nervenkampfstoff in den Organismus und zeigt dort schon nach wenigen Minuten seine Wirkung. Aufgrund von ausgedehnten Untersuchungen ist der Wirkungsmechanismus der Nervenkampfstoffe sehr gut untersucht.

Das Nervensystem des menschlichen Körpers, welches der Angriffsort der Nervengase ist, stellt ein weitverzweigtes System von Zellen dar, das Nervenimpulse (Informationen) in Form von elektrischen Strömen erzeugt und weiterleitet. An der Stelle, an der die Enden zweier Nervenzellen zusammenkommen, muss eine Übertragung des elektrischen Stromes in die weiterführende Zelle erfolgen. Dies geschieht bei den meisten Nerven auf chemischem Wege. Dabei wird am Ende der gereizten Nervenzelle aufgrund des ankommenden Stroms Acetylcholin freigesetzt. Dieser sogenannte Neurotransmitter (Reizüberträger) gelangt schnell über den Spalt zwischen den Nervenzellen auf die Rezeptoren (Empfängerstellen) der weiterleitenden Zelle und löst dort einen elektrischen Impuls aus. Wird das Acetylcholin nicht schnellstens wieder von den Rezeptoren abgelöst, so kommt es zu einer Dauerreizung. Diese wird durch die Acetylcholin-Esterase verhindert, denn dieses Enzym vermag innerhalb einer Tausendstel Sekunde die Hälfte des Acetylcholins durch Spaltung in Essigsäure und Cholin von den Rezeptoren zu entfernen.

Die Nervengase greifen in den fein abgestimmten Regelkreislauf ein und blockieren, da sie von der „Molekülgestalt“ her dem Acetylcholin ähneln, das abbauende Enzym. Die Kampfstoffe passen also wie ein Nachschlüssel in das Schloss Enzym, welches eigentlich nur für den Schlüssel Acetylcholin vorgesehen ist.

Die Folge ist eine Dauerreizung des Nervensystems, die zu schweren Funktionsstörungen des Organismus führt und folgende Symptome aufweist:
  • Krämpfe
  • Erbrechen und Durchfall
  • Schweißausbruch und Tränenfluss
  • Abscheidung von Flüssigkeit in der Lunge
  • Verringerung der Atmung bis zum Atemstillstand
  • Verlangsamung der Herztätigkeit bis zum Kreislaufkollaps
  • allgemeine Nervosität, Angstgefühl, Sprachstörungen

Dieses Krankheitsbild, welches durch eine Überflutung des Nervensystems mit Acetylcholin hervorgerufen wird, wird in zwei Schritten behandelt:
Zunächst werden durch Verabreichung von Atropin (Inhaltsstoff der Tollkirsche) die Symptome bekämpft. Atropin lagert sich recht fest an die Rezeptoren an und verhindert so, dass Acetylcholin gebunden wird, welches ja durch die Blockierung seines abbauenden Enzyms im Übermaß zur Verfügung steht. Da Atropin selbst keinen Reiz auszulösen vermag, wird also die Anzahl der aktiven Rezeptoren erniedrigt und die Reizleitung normalisiert. Die Wirkung solcher Gegenspieler - auch Antagonisten genannt - hängt vom eingesetzten Nervengas ab; so zeigt Atropin beim äußerst giftigen VX kaum noch Erfolg. Allgemein darf die Behandlung mit Atropin nur erfolgen, wenn das Nervensystem bereits vergiftet ist. Würde der Antagonist vorbeugend verabreicht, käme es ebenfalls zu schweren Vergiftungen, da dann die normale Reizleitung gestört bzw. ganz unterbunden würde. In Israel kamen zum Beispiel während der irakischen Raketenangriffe im Januar 1991 einige Menschen ums Leben, weil sie sich in Panik prophylaktisch Atropin gespritzt hatten.

An die Therapie mit Atropin muss sich eine zweite Behandlung durch die Gabe eines sogenannten Antidote anschließen, welches in der Lage ist, das blockierte Enzym wieder zu reaktivieren. Hierzu stehen durch intensive Forschung mittlerweile Stoffe, wie H-Oxim und Toxogonin zu Verfügung, die laut Tierversuchen die Bekämpfung der Vergiftung prinzipiell auch beim Menschen ermöglichen sollten. Die Gegenmittel spalten dabei das Nervengas von der Acetylcholin-Esterase ab und zerlegen es in unschädliche Bruchstücke. Die Probleme sind jedoch damit nicht ausgestanden, denn die Verabreichung der nötigen Medikamente muss in der richtigen Menge und schnellstens, möglichst direkt nach der Vergiftung unter ärztlicher Kontrolle stattfinden. Dies kann aber unter den Bedingungen eines Krieges nicht gewährleistet werden.

Als besonders teuflisch muss die Entwicklung von sogenannten Kampfstoff-Cocktails bezeichnet werden. Hierbei werden Gemische von verschiedenen Kampfstoffen verschossen. Da zum Beispiel der Filter einer Gasmaske nie gegen die gesamte Bandbreite von Kampfstoffen schützen kann, ist ein Schutz gegen solche Cocktails nahezu unmöglich, einmal ganz von der Tatsache abgesehen, dass Haut- und zum Teil auch Nervengifte über die ungeschützte Haut aufgenommen werden. Von daher muss man auch dem Verteilen von Gasmasken an die Zivilbevölkerung Israels eher eine psychologische, als eine praktisch wirksame Funktion zuschreiben.

Die vor allem in Großbritannien intensiv betriebene Gegenmittelforschung wird wahrscheinlich nicht zu einem „Abstumpfen der chemischen Keule“ führen, sondern eher zu einem weiteren Rüstungswettlauf mit der Entwicklung neuer chemischer Kampfstoffe, gegen die die heutigen Antidote und Antagonisten wirkungslos sind.

Binärkampfstoffe
Die bisher vorgestellten Kampfstoffe sind nicht nur bei ihrem Einsatz lebensgefährlich, auch ihre Produktion, die Lagerung, der Transport und die Handhabung durch die Soldaten bergen sehr hohe Risiken in sich. Auch aus der Sicht der Militärs besitzen chemische Kampfstoffe ein hohes Gefährdungspotential, denn durch den extrem hohen Sicherheitsaufwand bei Produktion, Lagerung und Transport sind sie gut auszumachen und damit sehr leicht anzugreifen.

Nach einer Lösung für dieses Problem wurde seit langem gesucht und schließlich in der Entwicklung von sogenannten Binärkampfstoffen gefunden. Sie bestehen aus zwei für sich relativ ungefährlichen Substanzen, die getrennt aufbewahrt werden. Die Produktion, die Lagerhaltung und der Transport solcher Waffen bergen lediglich die normalen Risiken der beiden Einzelkomponenten, denn der letzte, gefährliche Schritt, die Entstehung des Kampfstoffes findet erst statt, während das Geschoss zu seinem Ziel unterwegs ist. Die beiden Komponenten befinden sich zunächst in zwei getrennten Kanistern, werden erst während des Fluges gemischt und reagieren innerhalb weniger Sekunden zum tödlichen Kampfstoff, der beim Aufprall und der Explosion der Waffe als Sprühnebel fein zerstäubt wird.

Die Produktion dieser Waffen in den USA wurde nach 20jähriger Forschung Ende 1987 aufgenommen. Insgesamt werden die USA, wenn die erste Produktionsphase abgeschlossen ist über 9.000 Tonnen Kampfstoffe in 1,2 Millionen Granaten mit binärem Sarin und in 44.000 Big-Eye-Bomben mit binärem VX verfügen können. Bei der UdSSR und Frankreich kann angenommen werden, dass sie ebenfalls die Binärwaffentechnologie beherrschen.

Chemische Kampfstoffe, die in das Ökosystem eingreifen
Eine neue Form der chemischen Kriegsführung eröffneten die US-Amerikaner im Vietnamkrieg 1961 bis 1970. Bereits während des Zweiten Weltkriegs hatte man geplant, durch Einsatz von Pflanzengiften die japanischen Reisfelder zu vernichten. Der Abwurf von Atombomben und das nachfolgende schnelle Kriegsende hatten diese Pläne jedoch zerstört. In Vietnam erinnerte man sich dieser Taktik wieder und versuchte durch massiven Einsatz von Entlaubungsmitteln Stellungen von Guerillas im Dschungel aufzuspüren. Insgesamt wurden in Vietnam über 70 Millionen Liter solcher Stoffe versprüht, wobei es sich in erster Linie um das berüchtigte Agent Orange (ca. 40 Millionen Liter) handelte.

Agent Orange ist ein 1:1-Gemisch der beiden Herbizide (Unkrautvernichtungsmittel) 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure (2,4-D) und 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäure (2,4,5-T). Es führte zur vollkommenen Entlaubung der besprühten Wälder und machte auf diese Weise den Angriff auf ansonsten im Dschungel verborgene vietnamesische Stellungen möglich. Neben den katastrophalen ökologischen Folgen für Flora und Fauna - weite Flächen im vietnamesischen Dschungel wurden zu ökologischen Wüsten - schlug die Waffe aber auch auf dem Menschen zurück. Im Agent Orange vorhandene Dioxin-Verunreinigungen lösten sowohl bei der vietnamesischen Bevölkerung, als auch bei den amerikanischen Soldaten Spätfolgen aus. So führten sie zu vermehrten Krebserkrankungen und zu schrecklichen Missbildungen bei Neugeborenen. Der lästigen Restbestände nicht verwendeter Agent-Orange-Fässer aus Vietnam entledigt man sich im Zuge der „Nutzbarmachung des Urwaldes“ und versprüht dieses Gift über Pflanzen, Tiere und Menschen im Norden Brasiliens.

Auch im Golfkrieg kam es durch zu massiven Eingriffen in Ökosysteme. Eine neue Spielart des chemischen Krieges wurde eingeführt: Erdöl als Waffe! Zum einen wurden ca. 500 kuwaitische Ölfelder angezündet, zum anderen riesige Mengen Rohöl in den Persischen Golf eingeleitet. Militärisches Ziel dieser Aktion war es, durch die starke Rauchentwicklung eine wirksame Luftaufklärung, als auch die Gewinnung von Trinkwasser für die alliierten Truppen in saudischen Meerwasserentsalzungsanlagen zu verhindern. An diesem Punkt ist man dann wieder bei der antiken Version des Brunnenvergiftens angelangt.

Internationale Abkommen
Nach dem Zweiten Weltkrieg arbeitete man an dem internationalen Verbot chemischer Waffen. Erst 1984 wurde der erste Vertragsentwurf vorgelegt, der erst 1993 in Paris als Chemiewaffen-Übereinkommen (CWÜ) aufgelegt und bis 1997 von 160 Staaten unterzeichnet wurde. Gegenüber dem Genfer Giftgasprotokoll wurden chemische Waffen nun vollständig geächtet: es verbietet die Entwicklung, Herstellung, Beschaffung, Lagerung und den Einsatz von Chemiewaffen und schreibt die Vernichtung aller Chemiewaffenbestände und der Anlagen zur Produktion vor.

Fazit
Angesichts der Vielzahl und der Mengen der bekannten Kampfstoffe stellt sich die Frage, welche Möglichkeiten für Einschränkungen und Kontrollen bestehen. Die vergangenen Vernichtungsaktionen von Giftgasgranaten durch die ehemalige UdSSR und die USA waren lobenswert, aber es haben sich jedoch andere Staaten daran nicht beteiligt. Überdies bestehen seit der Entwicklung von Nervengasen und Binärkampfstoffen kaum noch Kontrollmöglichkeiten, welche Chemikalien für zivile und welche für militärische Zwecke genutzt werden. Um die Ausbreitung von Chemiewaffen weltweit wenigstens einzuschränken, sollten alle Industriestaaten schärfere Exportkontrollen für entsprechende Anlagen und Chemikalien einführen und die Unternehmen zu verpflichten, über die Produktion regelmäßig Rechenschaft abzulegen.

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Quelle: Sunshine-Project 2001


Mit biologischen Kampfstoffen wie Anthrax, der Milzbranderreger, wurde aber längst ein weiteres Schreckensszenario Wirklichkeit, aber darüber mehr in unserem nächsten Beitrag zu biologischen Kampfstoffen.


Literatur:
  • D. Schrempf, Chemical-Mace-Wie gefährlich ist Chloracetophenon?, Chemie in unserer Zeit 1978, S. 146
  • D. Wöhrle und D. Meissner, Die zunehmende Verbreitung eines Massenvernichtungsmittels, Nachrichten aus Chemie, Technik und Laboratorium 1989, S. 255
  • I. Stark, Insektizide und Nervengase: Vergiftung und Therapie, Chemie in unserer Zeit 1984, S. 96
  • S. Franke, Lehrbuch der Militärchemie, Band 1-2, Berlin (DDR)
  • Dioxin - Tatsachen und Hintergründe, Volksblatt-Verlag, Köln 1984
Autor: KATALYSE Institut für angewandte Umweltforschung
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Stand: 10. Oktober 2002
Erstellt: 11. Dezember 2001

Weiterführende Informationen:

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