Faits: A. X._ est propriétaire des parcelles 574, 227 et 575 du cadastre de la commune de Gingins, situées au lieu-dit "En-Arpey", en bordure de la route Blanche (Nyon-St-Cergue). Les parcelles se trouvent en zone d'habitation de faible densité, selon la réglementation communale de 1982. Au mois d'octobre 1984, le Conseil d'Etat vaudois a adopté le plan des zones de protection de la source d'Arpey, appartenant à la commune de Nyon. Le périmètre de protection comprenait, en aval au sud-est, la zone de captage (SI, limitée aux installations de captage) avec six chambres reliées entre elles, une zone SII de protection rapprochée où les constructions sont en principe exclues et les accès limités aux chemins de campagne, et une zone SIII autorisant dans une certaine mesure les constructions et routes. Les biens-fonds de X._, sur lesquels se trouvent deux habitations, étaient alors classés en zone SIII. Le 16 décembre 2005, les communes de Gingins et de Trélex ont mis à l'enquête un nouveau plan de délimitation des zones de protection, avec son règlement d'application. Celui-ci prévoit une extension vers le nord, au-delà de la route Blanche, des zones S3 et S2. La parcelle 575, actuellement non construite, se voit pour plus de la moitié classée en zone S2, ainsi qu'une petite portion de la parcelle 227. Par décision du 7 janvier 2009, le Département de la sécurité et de l'environnement du canton de Vaud a approuvé le plan et écarté l'opposition formée, notamment, par X._. B. Par arrêt du 10 novembre 2009, la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal vaudois a rejeté le recours formé par X._ et d'autres opposants. Le nouveau plan était fondé sur un rapport hydrogéologique du 30 janvier 2004. Celui-ci ne tenait pas compte des instructions pratiques pour la protection des eaux souterraines, publiées en 2004 par l'Office fédéral de l'environnement (ci-après: les instructions de 2004), mais de la version publiée en 1977/1982. S'agissant toutefois d'un aquifère en roches meubles, il n'existait pas de différence décisive entre les deux versions, pour la détermination des zones S2 et S3. Compte tenu de l'importance du captage pour les communes de Nyon et de Gingins, l'atteinte au droit de construire était constitutionnellement admissible, le recourant pouvant agir au plan civil pour un éventuel dédommagement. C. X._ forme un recours en matière de droit public assorti d'une demande d'effet suspensif. Il demande principalement au Tribunal fédéral de réformer l'arrêt cantonal en ce sens que le plan est annulé totalement; subsidiairement il demande que la zone S2 fasse l'objet d'une nouvelle délimitation pour les parcelles n° 227 et 575; plus subsidiairement, il conclut à l'annulation de l'arrêt cantonal. Le Tribunal cantonal conclut au rejet du recours en se référant à son arrêt. Le Département vaudois de la sécurité et de l'environnement, Service des eaux, sols et assainissement, conclut au rejet du recours. l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) se prononce dans le sens de l'arrêt attaqué. Les recourants ont déposé des observations complémentaires. La demande d'effet suspensif a été admise par ordonnance présidentielle du 21 janvier 2010. 