В изследванията, свързани с измерване съдържанието на различни токсични вещества в околната среда, се отделя все по-голямо внимание на екологичното състояние на морските басейни. Мониторингът на морската среда изучава концентрацията и поведението на радионуклиди и потенциално токсични елементи в морски екосистеми. Известно е, че протичането на сложния процес на геохимични и биохимични превръщания, съпътстващи смесването на радиоактивните и стабилните нуклиди в морската среда, води до натрупване на радиоактивни вещества и тежки метали в отделни компоненти на морските екосистеми, което е потенциална опасност за обитателите на конкретната водна среда.

През последните години нараства интересът както на научните среди, така и на цялото общество към състоянието на Черно море. В днешно време крайбрежните фитоценози се повлияват от влошените условия на околната среда и тяхното изменение води до структурни промени в качеството на организмовите съобщества. Нарастващите изменения на видовия състав и исторически формираните естествени растителни съобщества довеждат до необратими изменения в биологичната структура на крайбрежието, а в последствие и на цялото Черно море. В резултат на това възниква необходимост от опазване на средата и особено в местата с висока биологична продуктивност. Следователно, за оптималното взаимодействие на обществото с природната среда, е необходима своевременна оценка на състоянието на хидросферата и прогноза за нейното развитие в бъдеще. Това налага провеждане на системни наблюдения на съдържанието на радионуклиди и потенциално токсични елементи в различните компоненти на екосистемата, отчитане на промените в концентрациите им и набелязване на мерки за ограничаване на замърсяването.

Оценката на екосистемите чрез химичен анализ на съдържанието на веществата в различни компоненти на системата (води, седименти, биота) дава възможност за най-пълно описание на състоянието на средата и ефекта от техногенното замърсяване. Съвременната литература изобилства от данни за използване на макроводорасли за подходящи индикатори за целите на екологичния биомониторинг на морските басейни. Като едни от първичните продуценти, макрофитите са важно звено в хранителните вериги и заемат уникално място в структурата на морските екосистеми. Характерно тяхно свойство е да натрупват в тъканите си веществата, разтворени в заобикалящата ги среда, като различните видове водорасли притежават различна акумулационна способност. Усвояването от водораслите на различни микроелементи, съдържащи се в състава на морската среда, е сложен процес, който се влияе от различни екологични, физиологични и други фактори. Някои видове са изключително адаптивни и издържат на замърсяване, но се срещат и такива, които реагират бързо на промените на средата, което ги прави особено подходящи за използването им като първичен сигнал за промяна на екологичната обстановка в конкретния район. В тази връзка, съдържанието на вредни вещества в тъканите на морските водорасли може да се използва успешно както за оценка на замърсяването с радионуклиди и метали, така и с цел да бъдат определени специфичните им концентрационни интервали в някои от най-разпространените биологични видове по българското крайбрежие. Фактът, че в по-голямата си част макроводораслите са прикрепени, дава възможност не само за изучаване на екологичния статус на водната среда в определени географски райони, но и за изготвяне сравнителни оценки за нивото на замърсеност в различни области, разположени по протежение на крайбрежната зона.

Въздействията на постъпващите в средата вещества предизвикват различни ответни реакции в екосистемите, дължащи се на хетерогенното разпределение на организмите, динамиката в структурата на екосистемата и степента на стресово въздействие (интензивност и продължителност) на замърсителите. Това определя необходимостта от по-детайлно изучаване на поведението на различните видове макрофити в условията на различна степен на замърсяване, което се постига посредством дълговременни наблюдения на концентрациите на замърсителите и отчитане на сезонните вариации на основните абиотични и биотични фактори на средата.

Възможността при определени условия и чрез различни механизми на ремобилизация утаените елементи да преминат отново в разтвор ги прави потенциално опасни за морската алгофлора. За по-пълна оценка на състоянието на екосистемите и за получаване на по-точна представа за условията на съществуване на макрофитите, е необходимо провеждане на системни и задълбочени изследвания относно съдържанието на радионуклиди и токсични тежки елементи в седименти и водорасли

Източниците на замърсяването на водните басейни с потенциално токсични метали са минната промишленост и съпровождащите я процеси на обработка на рудата, енергетиката, селското стопанство, автомобилният транспорт, преносът на суровини, битовите отпадъци и др. В резултат на активната антропогенна дейност получаваните метали и странични продукти попадат в околната среда и чрез различни преносни процеси посредством валежите, подземните води, реките накрая попадат в морските басейни и океаните

Крайбрежните екосистеми са подложени на влиянието на редица вредни въздействия, които могат да доведат до нарастване на концентрациите на различни токсични за живите организми вещества. Демографският фактор, урбанизацията, индустриалното и селскостопанското развитие са едни от главните предпоставки за замърсяването на крайбрежните зони с различни химикали. По този начин възниква опасност от съществено нарушаване на природния фон, както и разрушаване на равновесието между различните компоненти в морските екосистеми. В редица случаи това може да доведе до нежелани биологични и екологични последствия включително и до цялостно нарушаване на баланса в екосистемите. Възможни са изменения на видовия състав на организмите, а следователно и промени в исторически формиралите се организмови съобщества. Това от своя страна може да доведе до необратими изменения в хидробиологичната структура на крайбрежните участъци, което по-късно да повлияе върху целия воден басейн.

Морските водорасли са едни от най-подходящите индикатори за оценка на наличието на радинуклиди и микроелементи в заобикалящата ги среда и заемат главно място в групата организми, използвани за анализ и контрол на морски екосистеми

От средата на 20 век радионуклидите започнаха да постъпват в моретата и океаните. Първоначално вследствие ядрените опити в атмосферата бяха главния източник на техногенни радионуклиди, които чрез директен фолаут и чрез водния кръговрат навлезнаха в биосферата и се натрупаха в различните компоненти на екосистемите.

Особен интерес представлява поведението на някои дългоживеещи нуклиди като 137Cs и 90Sr поради участието им в метаболизма и токсичност им спрямо живите организми с период на полуразпад 137 (Т1/2 = 30,2 г.).

Сорбцията на Cs от дънните седименти е процес, който влияе силно върху миграцията на 137Cs, ако в състава на твърдата фаза има много слюди и хидроксиди, които селективно поглъщат цезий (Cs Gromov и други, 1985). В резултат на попадането на промишлени отпадъци в реките, при вливане на речни води в морето се генерират области с повишена техногенна радиоактивност, които бавно се утаяват и преместват навътре в морето. Тъй като тези области на смесване на речни и морски води са областите с повишена продуктивност на морската биота, там се развива рибната промишленост. Това заедно с радиоактивното замърсяване са отпадните води на населените места, разположени по крайбрежната зона увеличава радиационния риск за населението.

Под ръководството на проф. Александър Стрезов от ИЯИЯЕ-БАН е създадена многогодишна програма за изследване на екологичното състояние и концентрацията на радионуклиди и тежки метали по цялото Черноморско крайбрежие. Тя е  оптимизирана и усъвършенствана като направена подробна мрежа от 50 референтни точки по цялото българско крайбрежие на Черно море от северната граница c Румъния (Дуранкулак) до южната граница с Турция (Резово); Разработена е надеждна схема на подводно пробовземане (7 – 20 м дълбочина) за проби от седименти, водорасли и миди;

Установено е съдържанието на техногенни, естествени радионуклиди и микроелементи и концентрационните им интервали от различни райони на българската акватория на Черно море в:

·       три типа седименти – пясъчни, шихти и тинести

·     петнадесет вида макрофити от трите основни типа – червени, зелени и кафяви;

·       миди от вида черна мида - Mytilus galloprovincialis.

Определени са след радиохимично разделяне концентрациите на естествени нуклиди - изотопите на урана (238U, 235U, 234U), тория (232Th, 230Th,228Th, 227Th, ), радий (226Ra), олово (210Pb) и полоний (210Po) в седименти и водорасли от три референтни точки от крайбрежието чрез алфа спектроскопия.

За първи път бе проведен пълномащабен подробен мониторинг на концентрациите на радионуклиди и микроелементи в седименти, макроводорасли и миди по цялото българско крайбрежие на Черно море за дълъг период от време – 1991 – 2005 год.