В работе математический аппарат, основанный на факторизационных методах, позволяющий единым образом исследовать граничные задачи как механики сплошных сред, так и механики деформируемого твердого тела, применяется для построения и анализа прогностических математических моделей деструктивных процессов в структурно неоднородной геофизической среде и моделей комплексного экологического мониторинга среды (атмосфера, воздух). Выполнены постановки краевых задач, описывающих напряженно-деформированное состояние сложной блочной структуры геологической среды с учетом различных физических полей, которые могут воздействовать на блоки, и описывающих процесс переноса в атмосфере и водной среде с учетом суперпозиций движений различных пространственно-временных масштабов. Путем применения дифференциального метода факторизации построены функциональные и псевдодифференциальные уравнения блочной структуры, проведено их исследование. Для ряда задач транспорта примесей получены приближенные решения псевдодифференциальных уравнений, пригодные для применения в современных наукоемких системах экологического мониторинга.