Studien, av UCLA Institute of Transportation Studies, fann att den genomsnittliga exponeringen av trafikrelaterade luftföroreningar i de mest belastade samhällena var 1,3 gånger högre än den genomsnittliga exponeringen i de minst belastade samhällena.
Forskarna rankade alla 517 folkräkningsområden i Los Angeles County baserat på ett antal faktorer relaterade till trafikföroreningar, inklusive mängden och hastigheten på trafiken, avståndet från större vägar och antalet dagar med dålig luftkvalitet.
De mest belastade samhällena var koncentrerade i södra Los Angeles och östra Los Angeles, medan de minst belastade samhällena var mestadels i Westside och San Fernando Valley.
Resultaten belyser behovet av riktade strategier för att minska luftföroreningarna i missgynnade samhällen, säger huvudförfattaren Michael Jerrett, professor vid UCLA:s Institute of the Environment and Sustainability.
"Vi måste se till att vi investerar i samhällen som är oproportionerligt belastade av luftföroreningar, och vi måste göra mer för att minska trafikstockningarna och göra vårt transportsystem mer hållbart", sa han.
Studiens resultat överensstämmer med tidigare forskning som visar att trafikrelaterade luftföroreningar är en betydande hälsorisk, särskilt för personer med hjärt- och lungproblem. Luftföroreningar kan också skada gravida kvinnor och barn och bidra till utvecklingen av astma och andra kroniska sjukdomar.
"Denna studie lägger till den växande mängden bevis för att luftföroreningar är en stor miljörättsfråga", säger medförfattaren Genevieve Giuliano, professor vid UCLA Institute of Transportation Studies. "Vi måste vidta åtgärder nu för att ta itu med det här problemet och skydda hälsan för alla Angelenos."
Studien publicerades i tidskriften Environmental Research Letters.
