Faits: A. Du 16 novembre au 15 décembre 2001, la Municipalité de Blonay a mis à l'enquête publique un plan de délimitation des zones de protection des sources dites "de Chantemerle". Ledit plan prévoit deux zones de protection S1 de faibles dimensions, chacune entourant un groupe de captages; il délimite en outre une zone de protection S2 qui englobe les deux précédentes et s'étend sur une largeur d'environ 75 m au sud de la voie ferrée et sur une longueur d'environ 350 m; il définit enfin une zone de protection S3 au nord-ouest. Ce projet de planification a suscité l'opposition de A._, propriétaire des parcelles n° 648 et 652 du registre foncier de la commune de Blonay, sises dans la zone de protection S2. Il a mis en doute l'intérêt public de ces captages, estimant que les ressources en eaux de la commune étaient suffisantes. Il a également fait valoir qu'il existait d'autres possibilités de captages et que la zone de protection S2 était trop étendue. B. Par décision du 16 avril 2002, le chef du Département de la sécurité et de l'environnement du canton de Vaud a levé cette opposition et approuvé le plan de délimitation des zones de protection S1, S2 et S3 des sources "de Chantemerle" ainsi que son règlement d'application. A._ a recouru contre cette décision auprès du Département des institutions et des relations extérieures du canton de Vaud (ci-après: le DIRE). Dans le cadre de l'instruction du recours, le bureau B._, auteur des études hydrogéologiques sur lesquelles repose la délimitation des zones de protection, a déposé deux rapports complémentaires répondant aux questions de A._. Celui-ci a fait établir deux rapports d'expertise privée l'un par C._ et l'autre par D._. Par arrêt du 6 septembre 2005, le DIRE a rejeté le recours. C. A._ a déposé un recours contre cette décision auprès de la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal). Mandaté par celle-ci, le Professeur F._, directeur du Laboratoire de géologie de l'ingénieur et de l'environnement de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), a rendu un rapport d'expertise le 21 avril 2007. A._ a quant à lui déposé un nouveau rapport de C._ et de D._ ainsi qu'une expertise du bureau E._, destinée à évaluer l'ampleur et le coût des travaux nécessaires à délimiter de manière plus précise les limites des zones de protection S sur les parcelles n° 648 et 652. Invité à compléter son rapport, le Professeur F._ a décliné le mandat. Par arrêt du 13 août 2008, le Tribunal cantonal a rejeté le recours. Il a considéré en substance que l'intérêt public à la protection des sources "de Chantemerle" était établi, les captages de celles-ci délivrant chaque année entre 110'000 et 120'000 m3 d'une eau aux qualités chimiques, physiques et bactériologiques irréprochables, et couvrant 20 % (30 % en période d'étiage) des besoins en eau de boisson de la commune. Les parcelles n° 648 et 652 devaient être incluses dans la zone de protection S2, dans la mesure où il était suffisamment établi par différentes études scientifiques qu'elles se trouvaient dans la zone d'appel des sources. Les conditions qui permettraient à titre exceptionnel une construction dans la zone S2 n'étaient en outre pas réunies sur les parcelles de A._. D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal cantonal. Il estime que le refus d'ordonner des mesures d'investigation supplémentaires pour permettre de définir précisément le périmètre de la zone S2 constitue une violation arbitraire du droit à la preuve (art. 9 et 29 Cst.), de la garantie de la propriété (art. 26 Cst.) et de l'art. 20 al. 2 let. a de la loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la protection des eaux (LEaux; RS 814.20). Le Tribunal cantonal a renoncé à se déterminer. La Municipalité de Blonay conclut au rejet du recours. Le Service des eaux, sols et assainissement du canton de Vaud conclut également à son rejet. L'Office fédéral de l'environnement soutient la décision du Tribunal cantonal. Par courrier du 11 février 2009, le recourant s'est prononcé sur ces déterminations.