Cet été, sur l'île aux Grèbes, la chaleur est caniculaire. Alors qu'ils organisent un pique-nique sur la plage, les cousins Karlsson découvrent avec dégoût de larges nappes de pétrole à la dérive. Dans la ville voisine, des monceaux de détritus sont déversés chaque nuit sur la grand-place. Qui se cache derrière ces méfaits ? Qui ose polluer leur lieu de vacances favori ? L'occasion pour les quatre cousins de mener l'enquête et de nouer de nouvelles amitiés.