Bảo quản gỗ luôn là một bài toán đánh đổi. Muốn gỗ dùng được lâu ngoài trời, trong đất hoặc ở nơi ẩm ướt, cần ngăn nấm, mối và các sinh vật phá gỗ đủ lâu. Nhưng chất bảo quản cũng phải được xem xét về mức độ an toàn khi sản xuất, sử dụng, rửa trôi ra môi trường và cách xử lý gỗ sau khi hết vòng đời.

Không phải mọi loại gỗ đều cần xử lý giống nhau. Gỗ có độ bền tự nhiên cao, được thiết kế để thoát nước tốt và luôn khô có thể ít phụ thuộc vào chất bảo quản hơn. Ngược lại, cột, hàng rào, sàn ngoài trời, tà vẹt, kết cấu sân vườn hoặc gỗ thường xuyên tiếp xúc với đất, nước và độ ẩm cao dễ bị nấm mục và côn trùng tấn công hơn. Trong những trường hợp đó, một chất chỉ có khả năng diệt nấm hay côn trùng vẫn chưa đủ; nó còn phải thấm vào gỗ và duy trì được mức bảo vệ trong suốt thời gian sử dụng.

Nhìn theo tiến trình phát triển của ngành, câu hỏi vì thế không còn đơn giản là “chất nào mạnh hơn”. Từ CCA, creosote và pentachlorophenol đến ACQ, copper azole, borat rồi các hệ có nguồn gốc sinh học, mỗi thế hệ đều giải quyết được một số vấn đề của thế hệ trước nhưng đồng thời đặt ra những yêu cầu mới.

CCA, creosote và PCP: Khi hiệu quả và độ bền là ưu tiên hàng đầu

Trong nhiều thập kỷ của thế kỷ XX, CCA, creosote và pentachlorophenol trở thành những chất bảo quản quan trọng cho các ứng dụng cần tuổi thọ dài. Chúng khác nhau về thành phần hóa học nhưng có một điểm chung: bảo vệ gỗ rất tốt trong những điều kiện mà gỗ không xử lý dễ bị nấm, mối và các tác nhân sinh học khác phá hủy.

CCA: Hiệu quả cao nhờ hệ đồng – crom – asen được cố định trong gỗ

CCA là viết tắt của chromated copper arsenate, một hệ bảo quản gốc nước từng được dùng rất rộng rãi cho gỗ ngoài trời. Trong hệ này, đồng đóng vai trò chính trong khả năng chống nấm, asen mở rộng khả năng kiểm soát một số sinh vật gây hại, còn crom giúp giữ các thành phần bảo quản ở lại trong cấu trúc gỗ. Nhờ vậy, CCA vừa bảo vệ gỗ tốt vừa duy trì được hoạt chất trong thời gian dài sau xử lý.

Chính thành phần tạo nên hiệu quả đó cũng khiến CCA phải được kiểm soát chặt hơn. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) xác định việc tiếp xúc với các chất bảo quản chứa asen và crom trong cơ sở xử lý gỗ có thể làm tăng rủi ro ung thư và các ảnh hưởng sức khỏe khác đối với người lao động. EPA cũng ghi nhận rủi ro đối với một số sinh vật thủy sinh và thực vật.

EPA không xác định gỗ CCA đang sử dụng gây rủi ro sức khỏe đáng kể cho người dùng nói chung. Tuy nhiên, tại Mỹ, các nhà sản xuất đã tự nguyện chấm dứt phần lớn việc sản xuất gỗ xử lý CCA cho mục đích gia dụng từ cuối năm 2003. CCA vẫn còn trong một số ứng dụng công nghiệp, nơi yêu cầu về độ bền cao đi kèm quy trình xử lý và kiểm soát nghiêm ngặt hơn.

Creosote: Rất bền, nhưng chỉ còn phù hợp với những ứng dụng chuyên biệt

Creosote có lịch sử sử dụng lâu hơn CCA và đến nay vẫn gắn với những ứng dụng nặng như tà vẹt đường sắt, cột điện và một số kết cấu ngoài trời. Đây là một hỗn hợp hóa học phức tạp có nguồn gốc từ nhựa than, chứa nhiều hợp chất thơm và có khả năng bảo vệ gỗ trong thời gian dài trước nấm và côn trùng.

Độ bền rất cao giúp creosote phù hợp với môi trường sử dụng khắc nghiệt, nhưng cũng khiến phạm vi sử dụng của nó bị giới hạn. EPA xác định quá trình xử lý creosote có thể gây rủi ro ung thư và các ảnh hưởng sức khỏe khác cho người lao động. Trong một số ứng dụng thủy sinh hoặc đường sắt, các hợp chất từ gỗ đã xử lý cũng có thể ảnh hưởng đến cá và động vật không xương sống.

Vì vậy, tại Mỹ creosote hiện chỉ được đăng ký cho những mục đích thương mại nhất định, không dùng cho gỗ dân dụng, nội thất hoặc những nơi gỗ có thể tiếp xúc với thực phẩm, thức ăn chăn nuôi hay nước uống. Dù phạm vi sử dụng hẹp hơn trước, creosote vẫn tồn tại vì độ bền của nó vẫn phù hợp với một số ứng dụng công nghiệp đặc thù.

Pentachlorophenol: Vẫn bảo quản tốt nhưng không còn được chấp nhận như trước

Pentachlorophenol, thường viết tắt PCP, từng được dùng nhiều cho cột điện và các cấu kiện công nghiệp cần tuổi thọ dài. PCP không bị loại bỏ vì mất khả năng bảo quản gỗ. Vấn đề nằm ở chỗ hoạt chất này phân hủy chậm và có thể tồn tại lâu trong môi trường. Công ước Stockholm xếp pentachlorophenol vào nhóm chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy.

EPA cũng xác định phơi nhiễm nghề nghiệp với PCP có thể gây rủi ro ung thư và các ảnh hưởng sức khỏe khác. Khi đã có những phương án thay thế khả thi, cơ quan này kết luận lợi ích của việc tiếp tục sử dụng PCP không còn đủ để bù lại rủi ro đối với người lao động. Mỹ bắt đầu quá trình loại bỏ PCP từ năm 2022; các cơ sở xử lý gỗ chỉ còn được dùng lượng tồn kho đến ngày 28/2/2027.

Ba trường hợp trên cho thấy một chất bảo quản có thể mất dần vị trí dù vẫn làm tốt nhiệm vụ chống nấm và côn trùng. CCA bị thu hẹp mạnh ở thị trường dân dụng, creosote vẫn tồn tại trong các ứng dụng chuyên biệt, còn PCP đang được loại bỏ. Điều thay đổi không chỉ là công nghệ, mà còn là tiêu chuẩn để quyết định một chất bảo quản có còn phù hợp hay không.

Các chất thay thế đã giải quyết được gì – và còn vướng ở đâu?

Khi CCA bị thu hẹp trong thị trường dân dụng, các nhà sản xuất chuyển sang những hệ không còn dùng asen và crom. ACQ, copper azole và borat là ba nhóm tiêu biểu cho giai đoạn này, nhưng mỗi nhóm giải quyết bài toán theo một cách khác nhau.

ACQ và copper azole: Bỏ asen và crom, nhưng phải quản lý tốt hơn vấn đề đồng

ACQ (alkaline copper quaternary) và copper azole đều dựa nhiều vào đồng để chống nấm, kết hợp thêm các hoạt chất khác để tăng khả năng bảo vệ trước côn trùng và các sinh vật phá gỗ. EPA đánh giá các chất bảo quản thế hệ mới này có mức độc tính thấp hơn nhiều hệ cũ, nhờ đó chúng trở thành những lựa chọn quan trọng cho gỗ dân dụng và nhiều ứng dụng ngoài trời.

So với CCA, đây là một bước tiến rõ ràng vì đã loại bỏ asen và crom. Đổi lại, khi lượng đồng trong gỗ tăng lên, hai vấn đề khác cần được chú ý hơn: rửa trôi và ăn mòn kim loại.

Đồng có thể bị nước cuốn ra khỏi gỗ ở những mức độ khác nhau tùy loại gỗ, công thức xử lý, lượng chất bảo quản được giữ lại và điều kiện sử dụng. Một số loại gỗ xử lý bằng ACQ hoặc copper azole cũng có thể làm đinh, vít và phụ kiện kim loại bị ăn mòn nhanh hơn nếu chọn vật liệu không phù hợp. Vì vậy, hiệu quả của hệ bảo quản không thể tách rời cách thiết kế kết cấu và lựa chọn phụ kiện đi kèm.

Borat: Ít độc hơn, nhưng dễ bị nước cuốn khỏi gỗ

Các hợp chất borat có thể kiểm soát nhiều loại nấm và côn trùng phá gỗ, đồng thời nhìn chung có mức độc tính thấp hơn nhiều chất bảo quản truyền thống. Chúng cũng dễ hòa tan trong nước, nhờ đó có thể thấm và khuếch tán vào gỗ khá tốt.

Nhưng chính đặc tính dễ hòa tan này lại trở thành điểm yếu khi gỗ thường xuyên bị ướt. Nước có thể dần kéo borat ra khỏi gỗ, làm lượng chất bảo quản giảm xuống và hiệu quả bảo vệ suy yếu theo thời gian. Vì vậy, borat phù hợp hơn với những cấu kiện được che chắn, không tiếp xúc trực tiếp với đất hoặc mưa kéo dài.

So sánh ACQ, copper azole và borat cho thấy một chất bảo quản tốt không chỉ cần chống được nấm hay côn trùng. Nó còn phải ở lại trong gỗ đủ lâu, tương thích với các vật liệu xung quanh và phù hợp với điều kiện sử dụng thực tế. Một giải pháp tốt trong môi trường khô chưa chắc phù hợp cho gỗ ngoài trời; một hệ rất bền cũng chưa chắc là lựa chọn tốt nếu kéo theo rủi ro khó chấp nhận ở những khâu khác.

Định nghĩa về một “chất bảo quản tốt” đang thay đổi

Nếu trước đây hai câu hỏi lớn là “có chống được nấm, mối hay không?” và “hiệu quả kéo dài bao lâu?”, thì hiện nay đánh giá một hệ bảo quản rộng hơn nhiều.

Trước hết vẫn là hiệu quả kỹ thuật: chất bảo quản phải kiểm soát được sinh vật gây hại, thấm đủ sâu vào gỗ và duy trì mức bảo vệ phù hợp với môi trường sử dụng. Sau đó là rủi ro trong quá trình sản xuất và sử dụng: người lao động tiếp xúc với hoạt chất ra sao, chất bảo quản có bị rửa trôi không, có ảnh hưởng đến đất, nước hoặc các vật liệu đi kèm hay không. Cuối cùng là câu hỏi về vòng đời: nguyên liệu được lấy từ đâu, cần bao nhiêu hoạt chất để bảo vệ một đơn vị gỗ, và phần gỗ đã xử lý sẽ được tái sử dụng, tái chế hoặc xử lý như thế nào khi hết tuổi thọ.

Sự thay đổi này không có nghĩa các chất bảo quản cũ đều “xấu” và các chất mới đều “tốt”. CCA, creosote hay PCP tồn tại lâu chính vì chúng rất hiệu quả. ACQ, copper azole và borat cũng không phải những giải pháp hoàn hảo. Điểm khác biệt là ngày nay hiệu quả chống nấm và côn trùng chỉ còn là một phần của bài toán.

Đó cũng là lý do các chất bảo quản có nguồn gốc sinh học ngày càng được nghiên cứu nhiều hơn. Mục tiêu không phải thay một “hóa chất” bằng một “chất tự nhiên”, mà là tìm những hệ bảo vệ có hiệu quả phù hợp, đồng thời giảm được một số bất lợi về nguồn nguyên liệu, phơi nhiễm, rửa trôi hoặc xử lý cuối vòng đời.

Từ chất bảo quản truyền thống đến các giải pháp có nguồn gốc sinh học

Những hướng nghiên cứu mới đang khai thác nhiều loại nguyên liệu và hợp chất có nguồn gốc sinh học như tinh dầu thực vật, tannin, chất chiết từ gỗ, chitosan, lignin và các sản phẩm tạo ra trong quá trình nhiệt phân sinh khối. Điểm hấp dẫn của nhóm này là khả năng sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo và, trong một số quy trình, tận dụng thêm các dòng sản phẩm từ chế biến sinh khối.

Tuy nhiên, có nguồn gốc sinh học không đồng nghĩa với an toàn hơn một cách tự động. Một hợp chất tự nhiên vẫn có thể gây độc cho sinh vật, bị rửa trôi nhanh hoặc mất hiệu quả ngoài thực địa. Vì vậy, các hệ bảo quản sinh học vẫn phải trả lời những câu hỏi giống mọi chất bảo quản khác: chống nấm và côn trùng tốt đến đâu, giữ được trong gỗ bao lâu, có gây ảnh hưởng ngoài mục tiêu hay không, và hiệu quả trong phòng thí nghiệm có duy trì được khi đưa ra điều kiện sử dụng thực tế hay không.

Giấm gỗ là một ví dụ đáng chú ý trong hướng phát triển này. Đây là phần dịch ngưng tụ thu được khi hơi sinh ra trong quá trình nhiệt phân gỗ hoặc sinh khối được làm lạnh. Giấm gỗ không phải một hoạt chất đơn lẻ mà là hỗn hợp gồm nhiều nhóm hợp chất, trong đó có axit hữu cơ và các hợp chất phenolic. Các nghiên cứu đã ghi nhận khả năng chống mối, ức chế nấm mục và nấm mốc của một số loại giấm gỗ trong điều kiện thử nghiệm.

Đọc thêm: Giấm gỗ là gì? Thành phần, đặc tính và các ứng dụng chính

Những kết quả đó đủ để xem giấm gỗ là một hướng có cơ sở khoa học để tiếp tục nghiên cứu, nhưng chưa đủ để đặt nó ngang hàng với CCA, ACQ hay các hệ bảo quản đã có hàng chục năm dữ liệu sử dụng. Khoảng trống lớn nhất vẫn nằm ở khả năng giữ các thành phần có tác dụng trong gỗ, mức độ rửa trôi khi gặp mưa, độ bền ngoài trời, sự khác nhau giữa từng nguồn giấm gỗ và hiệu quả khi chuyển từ phòng thí nghiệm sang điều kiện thực tế.

Vì vậy, sự chuyển dịch từ CCA đến các chất bảo quản có nguồn gốc sinh học không nên được hiểu đơn giản là quá trình thay “hóa chất” bằng “tự nhiên”. Điều đang thay đổi là cách chúng ta định nghĩa một hệ bảo quản tốt: không chỉ bảo vệ gỗ đủ lâu, mà còn phải cân bằng được hiệu quả, mức độ an toàn và tác động trong toàn bộ vòng đời vật liệu. Giấm gỗ đáng được đặt trong bức tranh đó vì nó mở ra một hướng tiếp cận khác; còn việc nó có thể đi xa đến đâu phụ thuộc vào những gì dữ liệu thực nghiệm tiếp tục chứng minh.

Nguồn tham khảo

Arango, R. A., Lebow, S. T., & Glaeser, J. A. (2021). Chapter 14: Biodeterioration of wood. In Wood handbook—Wood as an engineering material (General Technical Report FPL-GTR-282). USDA Forest Service, Forest Products Laboratory. https://research.fs.usda.gov/treesearch/62262

Barbero-López, A., Akkanen, J., Lappalainen, R., Peräniemi, S., & Haapala, A. (2021). Bio-based wood preservatives: Their efficiency, leaching and ecotoxicity compared to a commercial wood preservative. Science of the Total Environment, 753, 142013. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142013

Calovi, M., Zanardi, A., & Rossi, S. (2024). Recent advances in bio-based wood protective systems: A comprehensive review. Applied Sciences, 14(2), 736. https://doi.org/10.3390/app14020736

Kirker, G. T., & Lebow, S. T. (2021). Chapter 15: Wood preservatives. In Wood handbook—Wood as an engineering material (General Technical Report FPL-GTR-282). USDA Forest Service, Forest Products Laboratory. https://research.fs.usda.gov/treesearch/62259

Lee, C. L., Chin, K. L., Khoo, P. S., Hafizuddin, M. S., & H’ng, P. S. (2022). Production and potential application of pyroligneous acids from rubberwood and oil palm trunk as wood preservatives through vacuum-pressure impregnation treatment. Polymers, 14(18), 3863. https://doi.org/10.3390/polym14183863

Lin, L.-D., Chen, Y.-F., Wang, S.-Y., & Tsai, M.-J. (2009). Leachability, metal corrosion, and termite resistance of wood treated with copper-based preservative. International Biodeterioration & Biodegradation, 63(4), 533–538. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2008.07.012

Obanda, D. N., Shupe, T. F., & Barnes, H. M. (2008). Reducing leaching of boron-based wood preservatives—A review of research. Bioresource Technology, 99(15), 7312–7322. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.12.077

Oramahi, H. A., Yoshimura, T., Diba, F., Setyawati, D., & Nurhaida. (2018). Antifungal and antitermitic activities of wood vinegar from oil palm trunk. Journal of Wood Science, 64, 311–317. https://doi.org/10.1007/s10086-018-1703-2

Ouattara, H. A. A., Niamké, B. F., N’guessan, J. L. L., Ahoké, M. E. M. F., Yao, N. J. C., Amusant, N., & Dumarçay, S. (2026). Wood vinegars: Natural sources for preserving tropical and temperate woods against wood-rotting fungi and subterranean termites. Journal of Wood Chemistry and Technology, 46(3), 112–132. https://doi.org/10.1080/02773813.2026.2639394

Stockholm Convention Secretariat. (n.d.). Pentachlorophenol and its salts and esters (PCP)—Listing of POPs in the Stockholm Convention. https://chm.pops.int/TheConvention/ThePOPs/ListingofPOPs/tabid/2509

U.S. Environmental Protection Agency. (2025a). Chromated arsenicals (CCA). https://www.epa.gov/ingredients-used-pesticide-products/chromated-arsenicals-cca

U.S. Environmental Protection Agency. (2025b). Creosote. https://www.epa.gov/ingredients-used-pesticide-products/creosote

U.S. Environmental Protection Agency. (2026a). Overview of wood preservative chemicals. https://www.epa.gov/ingredients-used-pesticide-products/overview-wood-preservative-chemicals

U.S. Environmental Protection Agency. (2026b). Pentachlorophenol. https://www.epa.gov/ingredients-used-pesticide-products/pentachlorophenol

Zelinka, S. L. (2013). Guide for materials selection and design for metals used in contact with copper-treated wood (General Technical Report FPL-GTR-227). USDA Forest Service, Forest Products Laboratory. https://doi.org/10.2737/FPL-GTR-227