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张晓健在危急时刻的从容不迫和自信，离不开多年的科研积累和实践经验。2005年松花江硝基苯水污染事件结束后，他深受触动，原有自来水厂的设计和建设都是针对正常水源条件，国内外也缺乏系统的饮用水应急净化处理技术，当发生水源突发污染事故时，大多数情况下只能停水规避。回到学校后，张晓健决定立即组织开展全面系统的研究。
面对我国环境突发事故频发的现实情况以及鉴于保障城市供水安全的重要性，张晓健提出：要“从事故中临时被动的应对，转变为提前主动系统研究，全面加强应急能力建设”。作为技术负责人，他承担起建设部应急供水技术研究和“十一五”国家重大科技专项“水体污染控制与治理”研究中的应急供水课题，组织开展城市供水应急处理技术研究。他在国内外首创自来水厂应急净化处理技术体系，并对饮用水相关标准中的全部污染物开展应急处理试验研究，确定了针对不同污染物的具体处理技术。该技术体系可以应对饮用水100多项指标中85%以上的污染物，在多项技术难题中取得重大突破，其中，应对镉、砷、铊、锑等金属污染的应急净化处理技术，应对藻类暴发的综合处理技术等都属于国内外首创，对确保供水安全有着重大意义。
在组织全国城市供水行业应急能力建设中，他还指导了全国39个重点城市的应急供水能力建设规划方案研究，并为北京奥运会、国庆60周年庆祝活动、上海世博会、广州亚运会等重大活动的城市供水安全保障提供技术支持，显著提高了我国城市供水行业的应急供水能力，彻底扭转了以往面对突发污染事件时因缺乏应对技术只能停水的被动局面。