生物降解是丙烯酰胺土壤降解的主要途径，主要机制之一是酶催化水解。土壤有氧条件下，丙烯酰胺经微生物作用可水解产生铵离子，铵离子经硝化作用被氧化为亚硝酸根离子和硝酸根离子。有氧土壤中，丙烯酰胺经14天可被降解74%～94%；而浸水的缺氧土壤中丙烯酰胺经14天可被降解64%～89%，可见有氧条件更有利于丙烯酰胺生物降解。依据土壤不同类型及理化性质，估计土壤中丙烯酰胺半衰期在21～36h。
水体消除丙烯酰胺的主要途径也是生物降解，水中可以分离出多种利用丙烯酰胺作为唯一碳源或氮源的微生物，如节杆菌、诺卡氏菌、球形芽孢杆菌、假单胞杆菌和红球菌。高的微生物活性尤其是表面微生物活性可以促进丙烯酰胺降解。
大气中气态的丙烯酰胺通过与光化学作用产生的羟基自由基（·OH）反应降解，羟基自由基浓度为5×105个·OH每立方厘米时该反应的半衰期为1.4天，还可与臭氧反应，臭氧浓度为7×1011个O3每立方厘米时，半衰期为6.5天 。丙烯酰胺对直接光解作用并不敏感，因为其不吸收波长>290nm的太阳光。
由于丙烯酰胺在水中具有高可溶性且半衰期较短，具有生物富集性的可能性较小。有学者对幼鳟72h静态实验研究表明，其身体和内脏对丙烯酰胺的生物浓缩因子（BCF）分别为0.86和1.12，整体BCF为1，丙烯酰胺没有明显的生物富集性。
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