Запропоновано комплекс біомаркерів антиоксидантної системи для кількісної оцінки стану гідробіонтів та середовища їх існування у прибережній зоні Чорного моря. Вперше виявлено роль каталази у процесі адаптації гідробіонтів до забруднення. Визначено інтервали активності каталази у гідробіонтів-індикаторів, що відповідають їх умовно нормальному функціонуванню. Визначено норму реакції процесу перекисного окиснення ліпідів в організмах-індикаторах. Виявлено діапазони зміни параметрів середовища (температури, щільності, концентрації кисню, фосфатів, нітратів і нітритів), що відповідають умовам нормального функціонування личинок риб Atherina hepsetus L., а також двох видів водоростей-макрофітів - Enteromorpha intestinalis (L.) Link. та Ceramium rubrum (Huds.) Ag. На підставі даних щодо активності антиоксидантної системи гідробіонтів виконано ранжування досліджених районів за рівнем трофності. Рекомендовано використання антиоксидантної системи гідробіонтів під час проведення моніторингових робіт у прибережній зоні Чорного моря.
Проаналізовано особливості накопичення алкалоїдів у біомасі та середовищі росту водяних рослин. Показано, що основним джерелом надходження алкалоїдів у воду дніпровських водосховищ є синьозелені водорості, які містять у своїй біомасі значно більше цих речовин, ніж макрофіти. Розроблено експрес-метод визначення вмісту алкалоїдів у воді. Виділено та ідентифіковано комплекси алкалоїдів і супутні їм біологічно активні речовини Nuphar lutea та Nymphaea candida. Визначено, що алкалоїди Nuphar lutea та Nymphaea candida залежно від концентрації можуть стимулювати або гальмувати фізіологічні функції гідробіонтів (гетеротрофні бактерії, водорості, зоопланктон, молюски, молодь та статевозрілі особини риб). Дія цих метаболітів зумовлена спупенем їх розчинності в воді. Хлоргідрати алкалоїдів більш активні, ніж їх вільні форми. Доведено, що комплекс алкалоїдів Nuphar lutea відносно розглянутих гідробіонтів мав вищу токсичність від одержаного з Nymphaea candida. Висвітлено питання перспективності застосування хлоргідратів алкалоїдів Nuphar lutea з метою запобігання грибковим ураженням ікри в процесі її інкубації.
Розроблено та апробовано новий комплекс методів обробки даних дистанційного моніторингу угруповань водяних рослин на базі теорії розмитих множин та нечіткої логіки. За допомогою методів кластерного аналізу проведено типізацію структурних одиниць угруповань водяної рослинності української ділянки гирла Дунаю та Київського водосховища. У ході типізації виявлено 13 комплексів рослинних асоціацій (КРА) та 58 рослинних асоціацій на 46 ділянках гирла Дунаю, а також 9 КРА та 18 зазначених асоціацій на 51 ділянці Київського водосховища. Проведено класифікацію екологічного стану дніпровських водосховищ за гідрохімічними показниками. Виявлено домінування перехідного стану екосистем та зростання кризових тенденцій в екосистемах водосховищ вниз каскадом. З використанням методу парних порівнянь теорії розмитих множин проведено порівняльний аналіз природоохоронної цінності ділянок гирла Дунаю, а також рекреаційного потенціалу дніпровських водосховищ.
Проведено дослідження багаторічних змін мезозоопланктону Севастопольської бухти за період з 1976 р. до 2002 р. Наведено оцінку довгострокових змін таксономічного складу, структури, чисельності мезозоопланктону та його основного компоненту - копепод, а також сезонних флуктуацій даних показників. Проаналізовано зміни, що відбулися у таксоцені роду Acartia, найбільш чисельному у мезозоопланктоні прибережних ділянок Чорного моря. Виявлено особливості сезонної динаміки, статевої та розмірної структур популяції нового для Чорного моря виду A. tonsa та їх відмінності від популяції аборигенного виду A. clausi. Досліджено реакцію угруповання мезозоопланктону на зміну умов довкілля, а також випадкову інтродукцію нових видів на різних рівнях організації: в угрупованні мезозоопланктону, у таксоцені копепод, у таксоцені Acartia, у популяціях окремих видів копепод.
Досліджено вплив просторово-геометричної організації біокосних систем на інтенсивність їх функціонування, закономірності впливу геометричних характеристик фізичних моделей живих об'єктів на інтенсивність їх взаємодії з рухомою водою, а також закономірності заселення експериментальних моделей штучних рифів прикріпленими безхребетними. Розраховано швидкості споживання кисню, розчиненої органічної речовини та бікарбонатів в об'ємі життєвого простору штучних рифів. Встановлено першочерговий вплив просторово-геометричної організації косної частини біокосних систем на їх біологічні властивості. Шляхом геометричних співвідношень життєвих просторів можна регулювати видовий склад і щільність їх заселення організмами, регулювати швидкості біогенних потоків речовин, які проходять крізь дані системи. Доведено можливість визначення оптимальних значень геометричних параметрів для створення штучних рифів біопродукційного та біомеліоративного призначень. Природні норми концентрації живої маси та питомої швидкості споживання кисню закономірно знижуються за умов збільшення об'єму біокосних систем під час дослідження їх у діапазоні 13 порядків за величиною об'єму.
Дисертацію присвячено вирішенню методичних проблем та питанням практичного використання методів біотестування для оцінки якості морського середовища. Запропоновано комплекс методів оцінки токсичності морської води, донних відкладів та окремих забруднювальних речовин з використанням тест-об'єктів - водоростей, інфузорій та наупліальних стадій ракоподібних. Проведено апробацію методів біотестування, вивчено просторові та часові характеристики якості води в Одеській затоці та прилеглих акваторіях моря з метою виявлення великих джерел забруднення. Виявлено "гарячі точки", на яких біологічні ефекти забруднення фіксувались протягом ряду років. Проведено дослідження щодо визначення токсичності морських донних відкладів у акваторіях з різним ступенем антропогенного навантаження - в Одеському порту, на Новому Одеському звалищі грунтів. Оцінено токсичність мийного засобу нового покоління (аквамару), який використовується для очистки стічних вод, що містять нафту, а також сипучих вантажів (бокситів та глинозему), які перевозяться та перевантажуються у чорноморських портах, для оцінки можливих наслідків надходження їх в морське середовище. На підставі експериментальних спостережень запропоновано шкалу визначення токсичності тестованих середовищ.
Запропоновані методи оцінки токсичності природньої морської води, донних відкладів та окремих забруднюючих речовин з використанням тест-об'єктів - лабораторних культур морських планктонних водоростей, інфузорій і наупліальних стадій ракоподібних. Проведена атестація методів біотестування в Одеській затоці та прилеглих акваторіях моря з метою виявлення найбільш великих джерел забруднення.
Досліджено новий напрям сучасної гідробіології: біофізичну екологію пелагіалі - науку про основи біофізичних взаємодій гідробіонтів. Вперше проведено оцінку співвідношення просторової та часової мінливості біофізичних полів пелагіалі на різних масштабах структурованості організмів. Встановлено, що характеристики біолюмінесцентного й акустичного полів можуть використовуватисть як маркери просторової структури пелагічних угруповань та експресивного тесту їх функціонального стану. Визначено зв'язок характеристик біофізичних полів, що створюються гідробіонтами, з гідрофізичними параметрами водних мас.
