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L'histoire commence par la découverte du corps d'un jeune militaire français, le lieutenant Pedro Silva, flottant dans le fleuve Douro de la ville de Porto au Portugal. Le commissaire Dantesse est appelé sur les lieux pour enquêter sur ce qui semble être un vol qui a mal tourné. Le corps du militaire est dépourvu de sa montre, de son argent et de ses papiers, mais Dantesse est sceptique quant à la facilité de cette conclusion.
Au fur et à mesure que l'enquête progresse, Dantesse est confronté à des obstacles et des résistances. Le gouvernement français et la base militaire française à proximité de Porto semblent particulièrement désireux de classer l'affaire rapidement, et Dantesse sent que quelque chose de plus gros se cache derrière la mort du lieutenant. En fouillant dans la vie de Silva, Dantesse découvre que le jeune homme avait des préoccupations environnementales et qu'il enquêtait peut-être sur des activités illégales liées à la pollution et au déversement de déchets toxiques dans les eaux du fleuve.
Les eaux du fleuve sont le reflet d'un scandale environnemental plus vaste impliquant corruption, pots-de-vin et complicité à la fois des militaires français et des industriels locaux. Dantesse se retrouve face à un ennemi puissant qui ne recule devant rien pour protéger ses intérêts. Avec l'aide de sa secrétaire perspicace, Marlène , très belle et toujours bien habillée, et de son ami et collègue Léonard Lafougue, Dantesse navigue dans les eaux troubles de la corruption et du pouvoir pour trouver la vérité.