Розвинуто інверсні варіаційні моделі, які дозволяють асимілювати дані радіохімічних вимірювань, що існують у теперішній час, отримано кількісні оцінки радіоактивного забруднення Чорного та західних морів Арктичного басейну із застосуванням методу спектральної реконструкції та ідентифікації фізичних механізмів, що формують дане забруднення. Розраховано внесок різних фізичних і хіміко-біологічних чинників у процес формування полів штучної радіоактивності у Чорному та західних морях Арктичного басейну. З'ясовано міру впливу локальних джерел, пов'язаних із затопленими на дні Карського моря контейнерами з радіоактивними відходами, на глобальну радіоактивність даного моря. Запропоновано балансову модель кругообігу радіонуклідів у Білому морі, яка враховує особливості гідрологічного режиму моря.