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白色污染和废旧塑料对环境的影响

白色污染和废旧塑料对环境的影响

摘要:塑料与钢铁、木材、水泥一起共同构成了现代工业四大基础材料,在国民经济发展中占有重要地位。塑料具有材料综合性能优异,加工方便,生产和使用中可以显著节约能源等优点,使其被广泛应用于工农业及人们的日常生活之中。随着塑料工业的蓬勃发展及其大规模的使用,废旧塑料制品与塑料垃圾带来的环境污染也日趋严重,塑料制品的废弃与处置已引起一系列环境问题,“白色污染”已成为家喻户晓的塑料材料污染环境的代名词,并成为全球瞩目的环境公害。正确认识废弃塑料对环境的影响,积极研究它们的处理、处置工艺,对保护环境、资源利用都具有重要意义。
关键词:白色污染、废旧塑料、环境、回收和利用
1.白色污染的定义
塑料以其价廉及成型方便而被大量用作各种产品的包装物,随着现代塑料工业的发展及消费水平的提高,大多数为一次性使用品,用后即弃,造成环境污染。例如,用作家用电器、工业仪器仪表等包装物及快餐盒、饮料杯等的白色发泡聚苯乙烯塑料,其特点是体积大,重量轻,不腐烂,不分解,被人们用后抛弃,引起铁路沿线、江河航线、城市及风景点到处是白色泡沫,严重影响环境和市容卫生,被人们称为“白色污染”。[1]
这要从塑料开始谈起。塑料是一类高分子材料。以石油为原料可以制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等,这些物质的分子在一定条件下能相互反应生成分子量很大的化合物(即高分子):聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。我们通常使用的塑料就是由上述四种高分子组成的材料(聚乙烯、聚丙烯薄膜抖动时声音发脆,而聚氯乙烯薄膜则较柔软,抖动时无发脆声音;发泡塑料一般是聚苯乙烯,燃烧时有浓烟)。从上世纪六十年代开始,塑料进入广泛实用阶段。由于塑料具有很多优点:它取材容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧,因此塑料一问世,便深受世界欢迎,它迅速渗入到社会生活的方方面面,塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。塑料被列为20世纪最伟大的发明之一,塑料的普及被誉为白色革命。
随着现代社会的快速发展,白色污染的日益严重,给人们带来了巨大的危害:(1)造成“视觉污染”:被随意丢弃在环境中的一次性的塑料制品给人们视觉上所造成的“脏乱差”感觉,它破坏了城市、农村和风景区的给人的景观美感,甚至会影响人们的工作和生活情绪,它也破坏了城市的市容卫生,给我市创建国家级卫生城市带来了很大的困难。(2)造成对自然生态环境破坏:一次性的塑料制品由于其原料--高分子树脂具有极强稳定性的特点,它在自然环境状态难以降解,可以存在几百年,甚至上千年,这样大量、长久地日积月累,就会给自然生态环境造成破坏,直接破坏有:混在土壤中,会影响农作物的生长,导致农作物的减产;被家禽、家畜、野生动物(甚至濒危野生动物)误食,就会导致其死亡等;间接破坏主要是在处理一次性塑料制品过程中对环境造成的破坏,如采用填埋方法,会不断占用宝贵的土地资源;如采用焚烧方法,会产生大量的有毒有害气体,破坏大气环境;另外,在发泡的塑料餐盒、包装材料的生产过程中由于采用氟氯烃作发泡剂,这将会对大气臭氧层有严重的破坏作用。(3)影响人体健康:近来研究发现以聚苯乙烯PS为原料的一次性发泡的塑料餐盒中残留一定量的苯乙烯单体,这对人体健康有害,国外发达国家已限制PS塑料在食品包装上的使用,或要求对其表面进行涂覆处理,而我市目前仍大量使用此类塑料快餐盒。
据文献报道,1995年我国塑料制品总产量近700万吨,其中用于包装物约170万吨,这些包装物用后约有50万吨作为固体废物进入城市固废处理系统,另一部分则被用户随手乱扔,形成塑料垃圾。这些塑料垃圾乱弃于繁华城市、旅游景点的路旁、绿地或林荫树上,破坏城市风景,影响市容市貌;在多风城市,乱弃的塑料袋随风起舞,对城市供电系统造成极大威胁,1996年天津电业部门因塑料袋缠绕架空供电线上造成短路事故就有十多起;包装食物、饮料的塑料包装物是蚊、蝇和细菌赖以生存和繁殖的温床,极易引起病菌传播,影响环境卫生和城市公众的身体健康。
早在70年代初,工业发达国家如美国、意大利、德国、日本。法国等都建有健全的城市垃圾收集与分类系统,。并采用实际填埋和焚烧并用的方法处理固体废弃物,但它带来地下水源、河川、湖泊以及大气等生活环境的污染。例如,法国巴黎3个焚烧场所对每日约5kt垃圾进行焚烧,利用燃烧热产生的蒸汽向3.5万人的地区供暖。作为一项没有二次公害的直接回收能源的新的资源化技术,在华盛顿附近的马里兰市建立了一家热分解工厂,投资1500万美元,每日可处理1kt吨垃圾,除每小时生产90t蒸汽外还可回收70t铁,170t玻璃,80t炭粉。此外,还有微生物分解技术以及对城市垃圾废物资源化综合治理系统的建立等。随着塑料的应用日益广泛,工业发达国家城市垃圾中塑料废弃物已高达10%,因此城市垃圾中废塑料的回收已日益得到重视。家庭垃圾中的塑料回收比较困难,一般垃圾中包含的是质量一般的普通塑料,且不同种类的塑料混杂在一起,污染又严重,回收费用昂贵,回收的主要困难是收集与分类。由于处理成本高,再制品市场受到限制。[2]
2.处理对环境的影响
目前,我国光是每年扔弃在铁路沿线的塑料快餐盒就达 8 亿多只,加上城市快餐业的发展,每年废弃量达 100 亿只之多,其中 80% 以上未经回收,被大量的散落在环境中,重量在 8 万吨以上。
我国市场上目前大量使用的塑料制品都是不可降解塑料,以发泡聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯为原料,分子量达 2 万以上。只有分子量降低到 2000 以下,才能被自然环境中的微生物所利用,变成水和其它有机质,而这一过程需要 200 年;如果将其填埋,将会影响农作物吸收养分和水分,导致减产;对其焚烧会释放出多种化学有毒气体,其中有一种叫二恶英的化合物,毒性极大,即使在摄入很小量的情况下,也能使鸟类和鱼类出现畸形和死亡,对生态环境造成破坏,同时对人也有很大危害。
同时人们对环境处理的意识短缺,无法认清环境处理的重要性。目前,我国城市垃圾处置的最主要方式是填埋,约占全部处置总量的70%以上,其次是高温堆肥,约占20%以上。随着居民生活水平的提高,城市生活垃圾中有机物、可燃物、可回收利用物以及可利用价值均有较大增长,因此,推行垃圾分类收集,推进垃圾处理的产业化,这对于垃圾无害化处理至关重要。国际上通常所用的填埋、堆肥、焚烧三种主要垃圾处理技术,都是以垃圾分类收集为前提,而城市生活垃圾中主要成分为食物垃圾,据各省垃圾构成统计,北京食物垃圾占有量为37%,天津为54%,上海为59 %,沈阳为62%目前国际上最常用的处理餐桌垃圾的方式主要是采用食物垃圾处理器,它将食物垃圾粉碎成极小颗粒,并随自来水进入排水系统,再经过一定发酵作用后,就可作为肥料返回土壤,这既有利于食物垃圾无害化处理,又有利于资源再利用,如今美国使用这种方法的普及率在95%以上,日本为35%以上。
城市垃圾既是我们的包袱又是一种丰富的资源,合理开发和利用垃圾关系到我国城市环境可持续发展问题,净化城市环境,重建绿色家园,不但需要我们的呼吁,更需要我们真正的行动!
2.1填埋处理对环境的影响
填埋处理是在地球表面的浅地层中处理废物的物理设施,在其设计和施工质量上应该能保证减少所填埋的废物对环境和周围人体健康的影响。与历史上的废物填埋(填坑、填沟、填塘等)或无控堆放的根本不同之处,在于现代化废物填埋场的规划、设计和运行管理涉及许多科学、工程和经济原理,在其建造的开始直到投入使用运行都需要在科学的指导下运行。其中涉及的内容有:填埋场选址考虑、释放气体的控制、渗滤液的控制,地表水控 填埋场构造特征及稳定性。利用坑洼地带填埋城市垃圾,既可处置废物,又可覆土造地,保护环境。城市垃圾填埋的方法主要有:
(1)卫生填埋。倾倒一层城市垃圾(厚60厘米),将其压实,上覆厚15厘米的土、沙或粉煤灰,如此反复,最后覆以90-120厘米的表层土。
(2)压缩垃圾填埋。将垃圾压缩后回填,可防火,防孳生蚊虫,分解缓慢。
(3)破碎垃圾填埋。可防火,有利于需氧菌繁殖。城市垃圾的填埋场地最低处应高出地下水位3米以上,填埋场应采取防渗和排气措施。填埋场封闭后可作绿化场所使用,不可在上面建永久性建筑物。
作为垃圾送入城市垃圾填埋场填埋处理是目前处理废旧塑料的主要方法。随着塑料工业的飞速发展,废弃塑料产量与之成正比,由此引起的环境问题日益突出。首先是垃圾填埋侵占有限耕地,严重浪费国土资源。二是塑料垃圾填埋后经久不腐,殆害未来。耐腐蚀抗细菌本是塑料制品的一大优点,但它们成为垃圾后却成为科学家们头痛的难题,在无空气无光照的情况下,微生物难以分解有机物,塑料垃圾在填埋中需200年后方能分解殆尽。三是填埋后塑料垃圾经雨水长期冲刷,使大量有害物质带入人类的生活环境,造成对子孙后代的危害。由上述所见,采用填埋法处理塑料垃圾对环境的污染是一种长期效应,在实际处置中应避免使用这类方法。
农用地膜的使用为农业生产带来了较大的发展,但地膜使用后的破碎乱丢也对土壤造成了很大的危害,薄膜碎片对土壤形成阻隔层,使耕地劣化,阻碍植物根系发育和对水分、养分的吸收,使土壤毒化。北京市目前生活垃圾中的近九成是以填埋方式被处理,这不仅消耗大量土地,且对环境影响较大。北京市人大常委会城建环保工作委员会提出,政府相关部门应对此采取改进措施。 北京市目前生活垃圾中的近九成是以填埋方式被处理,这不仅消耗大量土地,且对环境影响较大。北京市人大常委会城建环保工作委员会提出,政府相关部门应对此采取改进措施。[3]
2.2 焚烧处理对环境的影响
焚烧法是一种高温热处理技术,即以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏,是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。焚烧的主要目的是尽可能焚毁废物,使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容,并尽量减少新的污染物质产生,避免造成二次污染。
  而我国的化工生产装置大批迅速兴建,医疗水平也大力提高,城市生活水平越来越高。因此,发展焚烧技术已刻不容缓,焚烧装置的技术设计已成为化工设计中的重要组成部分。
  废物焚烧处理的工艺流程及焚烧炉的结构,主要由废物种类、形态、燃烧特征和补充燃烧的种类来决定,同时还与系统的后处理以及是否设置废热回收设备等因素。
为解决填埋法占地、费用高以及对环境的长期性破坏,不少国家都在积极开发焚烧废弃塑料设备,并利用焚烧所产生的热量进行发电,达到资源再利用。然而,这种貌似简单易行的方法却隐藏着极大的危害。
  塑料在热分解过程中,聚合物发生裂解,释放出大量的有害气体,如聚苯乙烯塑料在80℃以下可保持物质组成不变,当温度超过280℃时,其分子量开始下降,产生挥发性气体,气体中含苯乙烯单体44%,双体22%,三体及少量的甲苯、乙基苯等,这些都是对环境有极大危害的有害物质。焚烧聚氯乙烯塑料,不仅产生对环境破坏极大的氯气、氯化氢及二恶英气体,而且还产生C0、N0x、甲醛、氯乙烯、苯乙烯等有害气体,对生态环境产生极大的影响。在塑料焚烧过程中,作为塑料填充、染色等无机金属也被挥发于大气之中,如Pb、As等有害物质,造成大气污染。
由上可见,随着塑料工业的不断发展,塑料废弃物给环境带来的影响越来越大,已对人们的生产和生活构成了一定危害。因此,如何防治塑料垃圾的危害已成为各国塑料工作者及环保工作者的注视热点。目前处理塑料垃圾的方法除填埋法和焚烧法外,还有根据减量化、无害化和资源化的处理原则研究出的化学法和物理法,使塑料垃圾资源化,变废为宝,造福人类。
若问此行何处去,可捕鱼鳖可耕田。QQ:546520587

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3..回收技术
我国塑料工业相关部门对塑料废弃物的回收利用一直十分重视,早在1975年7月原轻工业部曾在上海主持召开“全国废旧塑料回收利用经验交流会”,会议指出废旧塑料回收利用不是权宜之计,而是一个长远的工作。1978年9月原轻工业部组织对废旧塑料回收技术及装置进行了实地考察。进入90年代,我国塑料加工工业迅速发展,十几年来,塑料制品的产量由1980年约100万吨增至2000年的超过2000万吨。
  目前,已经形成一批较大规模的废塑料回收交易市场和加工场所,年交易额大多在几亿元人民币,主要分布在广东、浙江、江苏、山东、河北等地。其中河北文安、望都、霸州;浙江台州、东阳、慈溪;江苏徐州、兴化;山东临沂、莱州;河南安阳、长葛、漯河;安徽五河县;广东顺德、汕头、南海等地的废塑料回收、加工、经营市场规模越来越大,交易额大都在几个亿以上,呈蓬勃发展之势。从事废塑料行业的人也越来越多,特别是为农村富裕劳动力提供了就业、致富的门路之一。当然需要政府有关部门结合当地实际情况会同有关专业协会共同合理规划、并配以正确的指导措施,达到综合治理的目的。呈蓬勃发展之势。
废塑料回收利用机械设备的引进与开发也引起人们极大的重视,目前我国自己已经能够研制聚乙烯、聚丙烯废膜回收生产设备、塑料破碎机、回收造粒机组(包括排气式挤出造粒)、切粒设备等。现在,国内市场出现了国外企业与国内设备企业同庭抗争的局面,外国设备企业借助各种手段来占领中国市场,例如奥地利爱尔玛、德国爱宝、意大利鲍山、意大利骄玛等。国内近几年也涌现了一批优秀的塑料回收加工企业,其中南京橡塑机械厂、湖南衡阳塑料机械厂、北京北方火车头、北京安华绿谷、广东造极、北京至柔科技发展有限公司、莱州双丰塑机等。[4]
(1)废弃塑料的回收再利用处理方法
废弃塑料的回收再利用是保护环境的重要手段,又是充分利用人类现有资源的重要途径。据报道,美国再生塑料量平均年增长率达16%,1988年达215万吨。我国塑料工业起步较晚,废弃塑料的回收再利用刚刚起步,在各大城市中一些个体经营者以廉价设备和廉价劳动力对废弃塑料作初级处理,这些小摊点由于资金不足,技术力量薄弱,往往在处理中带来二次污染,造成对环境更严重的破坏。如1999年6月〈成都商报〉报道的郫县秦家庙小学80余名小学生集体中毒事件,经调查即为某经营者采用廉价设备处理废塑料时造成毒气外泄所致。另有报道双流某个体加工摊点采用医院废弃塑料针管制造民间包装食品袋,其流入社会引起的危害是可想而知的。
  塑料的回收不同于金属、纸和玻璃的回收,因为各种塑料的物理和化学特性的差别和各种塑料的不相容性,它们的混合物不适宜加工,因此,每一种塑料必须分别收集,然后分门别类地加以处理。在收集和分类过程中需防止污垢和外来杂质的混入,否则将影响回收料的再使用。
  塑料的种类不同,使用寿命也有较大差异,如低密度聚乙烯以薄膜制品为主,使用寿命1~2年VC管使用寿命较长,可达10年以上。因此,在加工利用废弃塑料时应根据塑料的来源、种类、沾污情况和混合状况,选择合适的回收处理方法,才能将废弃塑料转变为适宜再加工的材料。
塑料的回收再利用遇到的首要问题是废弃塑料的收集问题,要使收集工作顺利进行,需公民的公共环境意识的提高,变被动收集为主动交纳,需产生废弃塑料的企业部门与处理部门的紧密合作,生产部门欲能将所产生的废弃塑料按类收集,分别送交,则为处理部门的回收处理提供了有力的保证。[5]
(2)  废弃塑料的回收再利用技术
① 废塑料熔融加工
  该技术是目前废塑料再利用中最经济和最方便的方法,因为它能够使整个材料及能量得到最充分的利用。其基本原理是废塑料经粉碎送入熔融装置,废塑料在其熔化温度内被熔化,经挤压造粒,冷却,切粒即获得二次母粒。这种技术主要遇到的问题是高能耗及废塑料中填充料的影响。
② 废塑料的水解回收技术
  通过缩聚反应生产的塑料树脂,如聚氨脂、聚酰胺、聚脂、聚碳酸酯等都可以进行水解,使这些聚合物重新恢复到原始单体或中间体。塑料在加工和使用中结构是稳定的,聚合物分解需有一定的外界条件,通过水解的产物能够作为泡沫塑料生产的起始原料。
③ 废塑料的油化回收技术
  塑料是由石油作原料合成的高分子化合物,当将其施加能量切断原子链,可得到类似油分子构造的物质。利用这一原理,采用加热分解,蒸馏,即可获得汽油、柴油等石油燃料,这一过程称为塑料的油化。
  油化工艺产出的油品产率可达75%~80%以上,生成油可用作燃油锅炉用油。该技术较其它废塑料处理技术难度大成本高,但从环保角度看则是一项适用的处理技术。
④ 高温热解法处理废塑料
  高温热解是指高温情况下高分子材料的热降解,同时放出大量气体。其处理流程如下:燃烧区有一层沙土,通入气体使沙土如液体一样流动,形成流化床,欲处理的废资料置于流化床上,反应器是一个完全封闭的系统,温度可达600~900℃,处理废塑料时可获得44%的燃料气体,26%的芳香烃及轻质汽油和焦油的混合物,以及30%的固体残渣。
  这种方法适合处理那些含金属箔或金属涂层的塑料制品,获得的燃料气体和油类混合物可作为燃料使用,但剩余的30%残渣必须进行再处理。
⑤ 燃烧法处理废弃塑料
  对于那些沾污的废塑料和多次再生的废塑料制品,焚烧处理是它的最后归宿,这样可获得废塑料的热能。废塑料的生热值与相同各类的燃料油相当,燃烧获得的热能可用于发电。[6].
4.措施和未来的展望
(1)停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。
由于一次性塑料餐具难降解,现在许多城市都推广使用绿色餐具——纸制餐具,因为纤维素能被微生物降解。但许多环保专家认为,用纸制餐具代替发泡塑料餐具亦不明智。首先,纸制餐具同样也会带来视觉上的污染,因为它们的降解速度并不快,往往在几十天甚至几个月内也不会降解彻底。其次,制纸制餐具时,除用到草浆、稻浆外,还要加入1/3左右的木浆,若全面推广,势必造成大量木材的消耗,导致森林砍伐的加剧。值得注意的是,我国森林覆盖率仅为13.92%,人均占有森林面积只相当于世界人均水平的17.2%,居世界112位。第三,制纸浆历来是耗水大户、耗能大户及排污大户。造浆工艺需大量水,而我国人均水的占有量在世界上排88位,已被列为世界12个贫水国家的名单上;若污水未经处理,直接排入河流中,会引起水污染;纸制餐具成型后需立即烘干,这就需要耗大量能。而我国能源结构是以燃煤为主,这样就会增加空气中SO2的含量,引起酸雨。因此,无论是从环保角度,还是从节约资源角度,不使用一次性塑料餐具及纸制餐具都是一件好事。任何一次性餐具不仅不利于环保,也是对资源的最大的浪费。我们在日常生活中,应拒绝使用超薄塑料袋买菜或盛装食物,买菜可用菜篮子或较厚塑料袋,避免使用上的一次性,从而减少塑料袋对环境的污染。[7]
(2)回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。
其实,塑料和其它材料比,有一个显著的优点:塑料可以很方便地反复回收使用。废塑料回收后,进行分类、清洗后再通过加热熔融,即可重新成为制品。从组成看,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均由碳氢元素组成,而汽油、柴油等燃料也是由碳氢元素组成,只不过分子量较小。因此,把这几类塑料隔绝空气加热至高温,使之裂解,把裂解产物进行分馏,可制得汽油与柴油。
  近年来,一些国家大力开展3R运动:即要求做到废塑料的减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)。目前,在德、日、美等国家,由于重视对包装材料的回收处理,已经实现了塑料的生产、使用、回收、再利用的良性循环,从根本上消除了白色污染。
(3)研究开发降解塑料。
降解塑料具有与普通塑料同样的使用功能,但在完成其使用功能而被废弃后,其化学结构可以在某些条件下发生变化,使高分子分解成分子量较小的分子,最后,被自然环境所同化。降解塑料有三类:光降解塑料、生物降解塑料及双降解塑料。但是现在许多降解塑料并非100%降解,只是把塑料变为塑料碎片,据报道,我国陕西杨凌农业高新技术产业示范区已研制成功100%降解的塑料。它是将淀粉和不可降解的塑料通过特殊设备粉碎成纳米级后进行物理结合,再将两者比例控制在一定范围内。用这种新技术生产的农用地膜,经过四至五年的大田试验,结果显示,在70天至90天内,淀粉完全降解为H2O、CO2,塑料变为对土壤和空气无害的细小颗粒,并在17个月内同样完全降解为H2O、CO2。现在这种塑料已投入批量生产。目前在世界上降解塑料还远远没有得到大规模使用。开发使用降解塑料也只能作为解决白色污染的辅助措施。
(4)加强环保宣传
加强环保宣传,提高公民的环保意识,在社会上形成良好的环保氛围,是解决白色污染及其它各种形式污染的前提。例如,要回收废塑料,就要实行垃圾回收分装制度,把不同类的垃圾放在不同的垃圾桶内,这就需要我们有高度自觉的环保意识。[8]
随着工农业生产的迅速发展,为人类创造了前所未有的巨大物质财富的同时,也使环境付出了沉重的代价。生态破坏、环境污染对人类生存和发展已经构成了严重威胁。每当大风刮起时,空中就弥漫着黄色的粉尘,有时在空中还飞舞着白色塑料袋。使人们出门十分狼狈。因此,解决环境问题已成为刻不容缓的重大任务。改变这种状况,光靠环卫工人的努力是远远不够的,还必须提高我们大家的环保意识。环境的污染和破坏不是一个人造成的,所以保护环境应该是全社会的行为。我们每个人都有保护环境的义务。
同时,我们也懂得了:我们就是社会的主人,改善地球环境,是我们这代人义不容辞的责任和义务。我们应该努力增强环保意识,节约资源。如果全球人人破坏,天天破坏,地球就会变成垃圾场;如果全球人人环保,天天环保,就能创造一个美好的世界。让我们携起手行动起来,共同努力保护好地球——我们共同的家园。为此,我们建议从我们自己做起,从一点一滴小事做起,要做到:1、不乱扔垃圾及废弃物,将垃圾放到指定的垃圾箱内。2、我们学校早已经设置了“垃圾分类存放处”,我们就要积极参与和宣传。3、不要浪费,包括不浪费一张纸、一滴水、一分钱。4、尽量不用、少用塑料袋,要积极使用可再生利用的用品,减少白色污染。5、发现身边有破坏环境的行为时,要及时提醒和制止。6、要爱护大自然,了解大自然,保护大自然,和大自然交朋友。相信通过我们大家的共同努力,我们的家园会变得越来越美好。总之,今天塑料工业的发展围绕着“塑料与环境”这一中心展开,我们有理由相信塑料废弃物的回收与利用,将促进塑料工业的科技进步,它将成为进行环境保护,提高资源利用率,造福人类的一项事业。
若问此行何处去,可捕鱼鳖可耕田。QQ:546520587

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