Приведены математические модели динамики вод в Керченском проливе и предпроливных зонах. Проанализированы особенности циркуляции в проливе с учетом влияния Азовского и Черного морей. Рассмотрены результаты моделирования циркуляции и переноса примесей, позволяющие понять процесс переноса загрязняющих веществ, возникших, в частности, при катастрофе судов в 2007 г. Уделено внимание моделированию эволюции нефтяных капель в морской среде в рамках кинетической теории систем неконсервативных частиц, адаптированному к физико-химическим условиям Керченского пролива.