天然氣是指自然界中天然存在的一切氣體，包括大氣圈、水圈、和巖石圈中各種自然過程形成的氣體（包括油田氣、氣田氣、泥火山氣、煤層氣和生物生成氣等）。

天然氣主要由甲烷(85%)和少量乙烷(9%)、丙烷(3%)、氮(2%)和丁烷(1%)組成。又稱“沼氣”。

甲烷在自然界的分布很廣，甲烷是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，是天然氣，沼氣，坑氣等的主要成分，俗稱瓦斯。也是含碳量最小（含氫量最大）的烴，也是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。它可用來作為燃料及制造氫氣、炭黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。

2018年4月2日，美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員首次直接證明了甲烷導(dǎo)致地球表面溫室效應(yīng)不斷增加。

甲烷，化學(xué)式CH4，是最簡(jiǎn)單的烴，由一個(gè)碳和四個(gè)氫原子通過sp3雜化的方式組成。

1.有機(jī)廢物的分解

2.天然源頭（如沼澤）：23%。

3.從化石燃料中提取：20%。

4.動(dòng)物（如牛）的消化過程：17%。

5.稻田之中的細(xì)菌：12%。

6.生物物質(zhì)缺氧加熱或燃燒。

據(jù)德國(guó)核物理研究所的科學(xué)家經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，植物和落葉都產(chǎn)生甲烷，而生成量隨著溫度和日照的增強(qiáng)而增加。另外，植物產(chǎn)生的甲烷是腐爛植物的10到100倍。他們經(jīng)過估算認(rèn)為，植物每年產(chǎn)生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%。

甲烷可以形成籠狀的水合物，甲烷被包裹在“籠”里。也就是我們常說的可燃冰。它是在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等）下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時(shí)組成的類冰的、非化學(xué)計(jì)量的、籠形結(jié)晶化合物（碳的電負(fù)性較大，在高壓下能吸引與之相近的氫原子形成氫鍵，構(gòu)成籠狀結(jié)構(gòu)）。

可燃冰主要儲(chǔ)存于海底或寒冷地區(qū)的永久凍土帶，比較難以尋找和勘探。新研制的靈敏度極高的儀器，可以實(shí)地即時(shí)測(cè)出海底土壤、巖石中各種超微量甲烷、乙烷、丙烷及氫氣的精確含量，由此判斷出可燃冰資源存在與否和資源量等各種指標(biāo)。

甲烷含量超過99%的天然氣水合物又稱為甲烷水合物。

2018年4月2日，美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員，利用俄克拉何馬州南大平原觀測(cè)站十年來獲得的對(duì)地球大氣的綜合觀測(cè)數(shù)據(jù)，首次直接證明了甲烷導(dǎo)致地球表面溫室效應(yīng)不斷增加。 

研究人員稱，21世紀(jì)初，大氣中甲烷的濃度停滯不前，溫室效應(yīng)也遵循同樣的模式；但從2007年開始，甲烷濃度開始上升的同時(shí)，其導(dǎo)致的溫室效應(yīng)也水漲船高。

甲烷是一種很重要的燃料，是天然氣的主要成分，約占87%。在標(biāo)準(zhǔn)壓力的室溫環(huán)境中，甲烷無色、無味；家用天然氣的特殊味道，是為了安全而添加的人工氣味，通常是使用甲硫醇或乙硫醇。在一大氣壓力的環(huán)境中，甲烷的沸點(diǎn)是-161℃?？諝庵械耐咚购恐灰^5%～15%就十分易燃。液化的甲烷不會(huì)燃燒，除非在高壓的環(huán)境中（通常是4～5大氣壓力）。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，甲烷氣瓶為棕色，白字。

甲烷高溫分解可得炭黑，用作顏料、油墨、油漆以及橡膠的添加劑等；氯仿和CCl4都是重要的溶劑。甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、坑氣的主要成分之一。它可用作燃料及制造氫、一氧化碳、炭黑、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。甲烷用作熱水器、燃?xì)鉅t熱值測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)燃料。生產(chǎn)可燃?xì)怏w報(bào)警器的標(biāo)準(zhǔn)氣，校正氣。還可用作太陽能電池，非晶硅膜氣相化學(xué)沉積的碳源。以及甲烷用作醫(yī)藥化工合成的生產(chǎn)原料。 

除作燃料外,大量用于合成氨、尿素和炭黑,還可用于生產(chǎn)甲醇、氫、乙炔、乙烯、甲醛、二硫化碳、硝基甲烷、氫氰酸和1,4-丁二醇等。甲烷氯化可得一、二、三氯甲烷及四氯化碳。

健康危害

甲烷對(duì)人基本無毒，但濃度過高時(shí)，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。當(dāng)空氣中甲烷達(dá)25%-30%時(shí)，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟(jì)失調(diào)。若不及時(shí)遠(yuǎn)離，可致窒息死亡。

環(huán)境影響

甲烷也是一種溫室氣體。GWP的分析顯示，以單位分子數(shù)而言，甲烷的溫室效應(yīng)要比二氧化碳大上25倍。這是因?yàn)榇髿庵幸呀?jīng)具有相當(dāng)多的二氧化碳，以至於許多波段的輻射早已被吸收殆盡了；因此大部分新增的二氧化碳只能在原有吸收波段的邊緣發(fā)揮其吸收效應(yīng)。相反地，一些數(shù)量較少的溫室氣體(包括甲烷在內(nèi))，所吸收的是那些尚未被有效攔截的波段，所以每多一個(gè)分子都會(huì)提供新的吸收能力。 

毒性

甲烷毒性甚低，接觸高濃度甲烷時(shí)引起的“甲烷中毒”，實(shí)際上是因空氣氧含量相對(duì)降低造成的缺氧窒息。允許氣體安全地?cái)U(kuò)散到大氣中或當(dāng)作燃料使用。有單純性窒息作用，在高濃度時(shí)因缺氧窒息而引起中毒。空氣中達(dá)到25～30%出現(xiàn)頭昏、呼吸加速、運(yùn)動(dòng)失調(diào)。

急性毒性

小鼠吸入2%濃度×60分鐘，麻醉作用；兔吸入2%濃度×60分鐘，麻醉作用。本品只有在極高濃度時(shí)由于空氣被置換，氧分壓降低而產(chǎn)生窒息?？諝庵屑淄闈舛?7%使小鼠窒息，90%時(shí)呼吸停止。甲烷80%和氧20%的混合氣體，能引起人頭痛。當(dāng)空氣中甲烷達(dá)25%～30%時(shí)，人出現(xiàn)窒息前癥狀，如頭暈、呼吸加速、心率增加、注意力不集中、乏力、共濟(jì)失調(diào)，甚至窒息。皮膚接觸液化的甲烷可引起凍傷，甲烷主要通過呼吸道進(jìn)入體內(nèi)，大部分以原形呼出，少量在體內(nèi)可氧化為二氧化碳和水。因其與蛋白質(zhì)結(jié)合的能力極低，故麻醉作用相當(dāng)弱。

人處于甲烷濃度達(dá)25%～30%的空氣中即可出現(xiàn)缺氧的一系列臨床表現(xiàn)，如頭暈、頭痛、注意力不集中、氣促、無力、共濟(jì)失調(diào)、窒息等；如濃度很高，患者可迅速死亡。曾有觀察發(fā)現(xiàn)甲烷中毒患者均有不同程度的中毒性腦病，中毒嚴(yán)重的患者可能有神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥。煤礦生產(chǎn)中甲烷的最大危害在于與空氣混合后起火爆炸。

皮膚接觸液體甲烷時(shí)，因其迅速揮發(fā)，可造成凍傷。

真正的急性甲烷中毒較少，診斷時(shí)尤需注意和其他氣體中毒相鑒別。

急救與治療 

急性甲烷中毒無特效解毒藥，可按缺氧的處理原則進(jìn)行對(duì)癥治療，如立即將患者移至空氣新鮮處、平臥、保暖、保持呼吸道通暢和吸氧等。嗎啡和巴比妥類藥物有抑制呼吸作用，應(yīng)忌用。呼吸、心跳停止時(shí)需立即進(jìn)行心肺腦復(fù)蘇，注意防治可能出現(xiàn)的腦水腫，必要時(shí)作高壓氧治療。

液化甲烷污染皮膚時(shí)可造成凍傷，若凍傷處皮膚仍未解凍，可用42℃左右溫水浸洗，并按外科原則處理。 

危險(xiǎn)特性

易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。與五氟化溴、氯氣、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它強(qiáng)氧化劑接觸反應(yīng)劇烈。

燃燒（分解）產(chǎn)物：碳（極不完全燃燒）、一氧化碳（不完全燃燒，有害）、二氧化碳和水（完全燃燒）。

運(yùn)輸

包裝方法：鋼質(zhì)氣瓶。

運(yùn)輸注意事項(xiàng)：采用鋼瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應(yīng)將瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超過車輛的防護(hù)欄板，并用三角木墊卡牢，防止?jié)L動(dòng)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。裝運(yùn)該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置，禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具裝卸。嚴(yán)禁與氧化劑等混裝混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸，防止日光曝曬。中途停留時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離火種、熱源。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛，勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。

儲(chǔ)存

儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應(yīng)與氧化劑等分開存放，切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

工程控制：生產(chǎn)過程密閉，全面通風(fēng)。

其它有害作用：該物質(zhì)對(duì)環(huán)境可能有危害，對(duì)魚類和水體要給予特別注意。還應(yīng)特別注意對(duì)地表水、土壤、大氣和飲用水的污染。

操作

密閉操作，全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑接觸。在傳送過程中，鋼瓶和容器必須接地和跨接，防止產(chǎn)生靜電。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

身體保護(hù)

呼吸系統(tǒng)防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，但建議特殊情況下，佩帶自吸過濾式防毒面具（半面罩）。

眼睛防護(hù)：一般不需要特別防護(hù)，高濃度接觸時(shí)可戴安全防護(hù)眼鏡。

身體防護(hù)：穿防靜電工作服。

手防護(hù)：戴一般作業(yè)防護(hù)手套。

其它：工作現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙。避免長(zhǎng)期反復(fù)接觸。進(jìn)入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè)，須有人監(jiān)護(hù)。

急救措施

皮膚接觸或眼睛接觸：皮膚或眼睛接觸液態(tài)甲烷會(huì)凍傷，應(yīng)及時(shí)就醫(yī)。

吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。

滅火方法：切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。

滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。

泄露：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護(hù)服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能，將漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至空曠地方或裝設(shè)適當(dāng)噴頭燒掉。也可以將漏氣的容器移至空曠處，注意通風(fēng)。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。