Se ha demostrado en muchos estudios de epidemiología humana, que la contaminación por partículas se relaciona con enfermedades respiratorias y con un incremento de mortalidad prematura, debido a enfermedades respiratorias y del corazón.
Estudios sobre fluctuaciones a corto plazo en el nivel de contaminación atmosférica en una región y la tasa de mortalidad diaria revelan ligeras elevaciones de estas tasas relacionadas con la contaminación por partículas. Estos estudios no indican ningún nivel seguro de partículas, es decir, un umbral por debajo del cual no se incremente la tasa de mortalidad.
Además de estas investigaciones, se han llevado a cabo estudios centrados en el efecto sobre la mortalidad de la exposición a largo plazo a la contaminación del aire. Estos estudios comparan la media anual de las tasas de mortalidad de las poblaciones que viven en áreas diferentes, con la media anual de las concentraciones de la contaminación del aire en zonas más contaminadas. De nuevo se demuestra una asociación entre contaminación por partículas e incremento de mortalidad. El riesgo de mortalidad era un 15-25% más elevado en ciudades con altos niveles de contaminación por partículas, si se comparaba con ciudades con niveles más bajos. Las causas de la mortalidad asociadas con contaminación por partículas se centraban en enfermedades respiratorias, que incluían cáncer de pulmón y enfermedades cardiovasculares, particularmente entre los enfermos crónicos o ancianos.
Por tanto, los estudios sobre cambios a corto plazo de contaminación del aire han indicado una asociación entre la mortalidad y la contaminación del aire por partículas.
También se han llevado a cabo investigaciones para estudiar si la exposición a largo plazo a contaminación por partículas, durante un año o más, tiene efectos acumulativos o permanentes sobre la salud. Algunas investigaciones encontraron una asociación con la reducción de la función pulmonar y un incremento de síntomas respiratorios especialmente bronquitis.
En suma, los datos epidemiológicos indican que existe una alta probabilidad de que exista una relación causa-efecto entre contaminación por partículas finas y los efectos adversos en la salud. Aunque se conoce poco sobre los impactos que ocasionan estas partículas en la salud, las partículas ultrafinas, posiblemente ácidas, pueden inflamar el tejido de los alveolos pulmonares, provocando enfermedades y muertes relacionadas con el sistema respiratorio y el corazón. Las investigaciones sugieren que los factores más importantes que contribuyen a la inflamación son: el pequeño tamaño de las partículas ultrafinas, su gran superficie para la liberación de metales de transición, su insolubilidad y la posible generación de radicales libres .