Решение ряда практических проблем геофизики, сейсмологии, экологии сводится к необходимости исследования переноса вещества в среде с учетом суперпозиции движений различных пространственно-временных масштабов и ряда ландшафтных и природно-климатических факторов. Исследования в области распространения и осаждения субстанций (СБ) востребованы при решении целого ряда научных и практических задач обеспечения геоэкологической безопасности. В работе предложены новые эффективные численноаналитические методы исследования процессов, моделируемых смешанными краевыми задачами, к которым относятся модели турбулентной диффузии. Учитывается взаимодействие субстанции с подстилающей поверхностью, содержащей области с различными свойствами поглощения и отражения СБ при ее осаждении. Рассматривается применение метода факторизации к решению стационарных задач распространения СБ, позволяющего учесть взаимодействия субстанций с разнотипными участками подстилающей поверхности. Приведены интегральные уравнения, соответствующие смешанной краевой задаче для произвольного числа составляющих подстилающей плоскости. Получены решения задач при наличии на подстилающей поверхности двух разнотипных областей различной конфигурации. Предложенные математические модели позволяют не только получить картину распределения СБ и определить загрязненные участки (в случае рассмотрения миграции загрязняющей примеси), но и оценить возможные пути развития экологической обстановки, выработать эффективные и экономически приемлемые управленческие решения, направленные на снижение отрицательных последствий.