生物降解是丙烯酰胺土壤降解的主要途徑，主要機制之一是酶催化水解。土壤有氧條件下，丙烯酰胺經微生物作用可水解產生銨離子，銨離子經硝化作用被氧化為亞硝酸根離子和硝酸根離子。有氧土壤中，丙烯酰胺經14天可被降解74%～94%；而浸水的缺氧土壤中丙烯酰胺經14天可被降解64%～89%，可見有氧條件更有利于丙烯酰胺生物降解。依據土壤不同類型及理化性質，估計土壤中丙烯酰胺半衰期在21～36h。
水體消除丙烯酰胺的主要途徑也是生物降解，水中可以分離出多種利用丙烯酰胺作為唯一碳源或氮源的微生物，如節桿菌、諾卡氏菌、球形芽孢桿菌、假單胞桿菌和紅球菌。高的微生物活性尤其是表面微生物活性可以促進丙烯酰胺降解。
大氣中氣態的丙烯酰胺通過與光化學作用產生的羥基自由基（·OH）反應降解，羥基自由基濃度為5×105個·OH每立方厘米時該反應的半衰期為1.4天，還可與臭氧反應，臭氧濃度為7×1011個O3每立方厘米時，半衰期為6.5天 。丙烯酰胺對直接光解作用并不敏感，因為其不吸收波長>290nm的太陽光。
由于丙烯酰胺在水中具有高可溶性且半衰期較短，具有生物富集性的可能性較小。有學者對幼鱒72h靜態實驗研究表明，其身體和內臟對丙烯酰胺的生物濃縮因子（BCF）分別為0.86和1.12，整體BCF為1，丙烯酰胺沒有明顯的生物富集性。
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