Według badań przeprowadzonych w 1963 r. na Uniwersytecie Harvarda dwutlenek węgla, wodorowęglan i węglan działają jako bufory zmieniających się stężeń jonów wodorowych w naturalnych źródłach nieprzetworzonej wody, pomagając wodzie utrzymać względnie stałą wartość pH. stężenia chemikaliów buforowych są niskie, siły zewnętrzne również wpływają na pH wody.
Trzy cząsteczki węgla są łącznie określane jako "układ węglanowy". System ten może obniżyć pH wody, gdy jest to konieczne, przekazując proton z wodorowęglanu w celu utworzenia węglanu. Jeśli woda staje się zbyt kwaśna, zarówno węglan jak i wodorowęglan są zdolne do przyjęcia protonu, obniżając w ten sposób stężenie jonów wodorowych i podnosząc pH.
Ponieważ każdy z tych typów cząsteczek występuje w dynamicznej równowadze, każda niewielka zmiana w stężeniu jednej cząsteczki będzie miała wpływ na stężenie wszystkich pozostałych. Zjawisko to opisane jest przez zasadę LeChateliera, która stwierdza, że jeśli jakakolwiek dynamiczna równowaga między wieloma pokrewnymi gatunkami chemicznymi zostanie zakłócona przez zmianę warunków tej równowagi, pozycja równowagi zmieni się w celu przeciwdziałania tej zmianie. Zmiany opisane przez LeChatelier są regularne dla każdej substancji chemicznej i można je przewidzieć na podstawie chemii każdego składnika.
